легми Ф до кількості дистиляту Р:
R=Ф/Р (9)
На діаграмі х - у величина відрізка В на осі у, одержуваного продовженням робочої лінії зміцнювальної частини колони до перетину з віссю у, однозначно пов'язана зі значенням флегмового числа
R=(x P - B)/B (10)
мінімального значення флегмового числа відповідає максимальне значення відрізка В max, який утворюється при проведенні лінії через точку С з координатами (х Р; у Р) і крапку B ic координатами (x F; у * F) до перетину з віссю у
R min=(x P - B max)/B max (10а)
У точці В 1 (див. малюнок 2) рушійна сила дорівнює 0, тому задане поділ вихідної суміші може бути досягнуто при різних значеннях флегмового числа, більше R min.
При перевірочному проектуванні ректифікаційної колони повинно бути вибрано оптимальне значення флегмового числа, при якому робочий об'єм апарату буде мінімальним.
Обсяг колони
=n ox * H Р (11) .
де S - площа поперечного перерізу колони, м 2;
Н Р - робоча висота колони, м.
Робоча висота колони може бути визначена за модифікованим рівнянням масопередачі
Н Р=hx * n ox (12)
де hx - висота колони, еквівалентна одиниці переносу, м;
n ox - число одиниць переносу (ЧЕЛ),
ЧОП визначається за значеннями робітників і рівноважних концентрації і, отже, змінюється при зміні флегмового числа.
Поперечного перерізу колони визначається з рівняння витрати
S к=V/W, (13)
де V - об'ємна витрата парової фази в колоні, м 3/с; - швидкість пари в колоні, м/с.
Об'ємна витрата парової фази в колоні за інших рівних умов пропорційний молярному витраті? і, отже, можна записати
S к =?/W (14)
При заданій продуктивності колони і умовах поділу величини?, hx, W залишаються незмінними, і можна зробити висновок, що мінімум робочого об'єму збігається з мінімумом величини
V=(R + 1) * n ox (15)
Таким чином, завдання відшукання оптимального флегмового числа зводиться до задачі відшукання мінімуму функції
R=f ((R + 1) * n ox) (16)
Визначення мінімуму цієї функції зручно робити графічним шляхом в наступній послідовності:
а) на графіку х - у визначається значення В max і за формулою (10а) визначається величина R min;
б) вибирається ряд значень флегмового числа, великих R min (5 - 6 значень);
в) для кожного вибраного значення флегмового числа графічно на діаграмі х - у наносяться робочі лінії;
г) для кожного значення флегмового числа графічним шляхом обчислюється значення інтеграла в межах від x W до x P:
n ox =? dx/(x - x *) (17)
Перед проведенням графічного інтегрування доцільно скласти таблицю залежності 1/(x - x *) від значення х;
д) проведені обчислення дозволяють побудувати графік в координатах (R + 1) * n ox від R.
Значення R, при якому функція має мінімум, буде оптимальним значенням флегмового числа R опт.
Нa діаграмі х - у (див. малюнок 2) наноситься точка А (х W=y W=0,0176) і точка С (х P=y P=0,9573), а на кривої рівноваги наноситься точка В 1, з абсцисою х F=0,7797. З точки С проводиться пряма лінія через точку В 1 до перетину з віссю ординат, відсікаючи на ній відрізок В max=0,6332. Тоді мінімальне флегмовое число
R min=(0,9573 - 0,6332)/0,6332? 0,51.
Задамося значеннями флегмовое чисел від 0,55 до 3,05 і визначимо відрізки, що відсікаються на осі ординат, відповідні флегмового числа (див. формулу 10).
При R=0,55 B=0,9573/(0,55 + 1)=0,6176.
При R=1,05 B=0,9573/(1,05 + 1)=0,4670.
При R=1,55 B=0,9573/(1,55 + 1)=0,3754.
При R=2,05 B=0,9573/(2,05 + 1)=0,3139.
При R=2,55 B=0,9573/(2,55 + 1)=0,2697.
При R=3,05 B=0,9573/(3,05 + 1)=0,2364.
Кінці кожного отр...
