ота переливу, м
- висота ковпачка, м; = 0,55 м
- середня щільність рідини, кг/м3; = 853,5 кг/м3;
- площа поперечного перерізу колони за вирахуванням площ приймального і зливного кишень, м2; = 0,5617 м2;
- площа займана ковпачками, м2;
В
n - число ковпачків
- зовнішній діаметр ковпачків
- висота шару рідини над переливом
В
L - об'єм рідини перетікає з тарілки на тарілку, м3/год
В
- довжина зливний перегородки; = 0,8 м;
- коефіцієнт, що враховує збільшення швидкості і звуження потоку рідини в результаті стиснення його стінками при підході до зливної перегородки
прі і = 1,02
В В В
В
б) нижня частина колони:
В В В
Перевіримо, чи дотримується відстань між тарілками h = 0,3 м необхідне для нормальної роботи тарілок умова:
В
В
Отже, вищевказане умова дотримується.
4. Визначення числа тарілок і висоти колони
а) наносимо на діаграму х-у робочі лінії верхній і нижній частині колони і знаходимо число ступенів зміни концентрації nт.
У верхній частині колони n | т = 5, в нижній частині n | | т = 5. Всього 10 ступенів. p> Число тарілок розраховуємо за рівнянням:
В
- число теоретичних тарілок
Для визначення середнього ККД тарілок знаходимо коефіцієнт відносної летючості поділюваних компонентів
? = РСП./Рвод. br/>
І динамічний коефіцієнт в'язкості вихідної суміші? при середній температурі в колоні tср = 860С
При цій температурі тиск насиченої пари метилового спирту:
РСП = 1600 мм.рт.ст., води Рвод = 450,9 мм.рт.ст., звідки? = 1600/450, 9 = 3,55
Динамічний коефіцієнт в'язкості метилового спирту при 86 0С дорівнює? сп = 0,275 сП, води? вод = 0,335 сП
? см = 0,22? 0,275 + 0,78 В· 0,335 = 0,32 сП
Тоді
За графіком (рис.7.4) знаходимо? = 0,45
Довжина шляху рідини на тарілці:
К.П.Д. тарілок? = 0,45
Число тарілок:
у верхній частині колони: n | = n | Т /? l = 5/0, 45 = 12
в нижній частині колони: n | | = n | | T /? l = 5/0, 45 = 12
Загальне число тарілок n = 24, із запасом беремо n = 28, з них 14 у верхній частині колони і 14 в нижній частині.
Висота тарельчатой ​​частини колони:
Нт = (n - 1)? h = (28 - 1) 0,3 = 8,1 м
Загальне гідравлічний опір тарілок:
? р =? р | В· nB +? р | | nH = 14? 682,8 + 14.611, 3 = 17361,4 Па = 0,17 кгс/см2
5. Тепловий розрахунок установки
Витрата теплоти, що віддається охолоджуючої воді у дефлегматоре-конденсаторі:
В
Rсп і rВОД - питомі теплоти конденсації метилового спирту і води при 800С.
В
Витрата теплоти, одержуваної в кубі-випарнику від пари, що гріє:
QК = Qд + GDcDtD + GWcWtW - GFcFtF + Qпот
tD = 65,5 0C CD = 0,65 В· 4,19 В· 103 = 2723,5 Дж/кг В· К
tW = 99 0C СW = 1.4, 19.103 = 4,19 В· 103 Дж/кг В· К
tF = 78 0C СF = (1-ХF) В· CW + CD В· XF = (1-0,14) В· 4,19 В· 103 +2723,5 В· 0,14 = 3987,69 Дж/кг В· До
В
Теплові втрати приймемо 3% від корисно витрачається теплоти:
В
Витрата теплоти в паровому подогревателе вихідної суміші:
Q = 1,05 В· GF В· CF (tF - tнач)
Tср = (78 + 18)/2 = 48 0С
CF = 3984,69 Дж/кг В· К
СD = 0,63 В· 4,19 В· 103 Дж/кг В· К
СF = 3984,69 Дж/кг В· град
В
Витрата теплоти, що віддається охолоджуючої воді у водяному холодильнику дистиляту:
Q = GD В· СD В· (tD - tкон)
tср = (65,5 + 25)/2 = 450С
СD = 0,62 В· 4,19 В· 103 Дж/кг В· К
В
Витрата теплоти, що віддається охолоджуючої воді у водяному холодильнику кубового залишку:
Q = GW В· CW В· (tW - tкон)
tср = (99 + 25)/2 = 620С
СW = 4,19 В· 103 Дж/кг В· град
В
Витрата пари, що гріє, має тиск 1 кгс/см2 і вологість 5%:
а) в кубі-випарнику:
= 2264 * 103 Дж/кг - питома теплота конденсації (таблиця LVII)
В
б) в підігрівачі вихідної суміші:
В
Всього: 0,88 + 0,18 = 1,06 кг/с або 3,82 т/год
Витрата охолоджуючої води при нагріванні її на 200С:
а) в дефлегматоре:
В
б) у водяному холодильнику дистиляту:
В
в) у водяному холодильнику кубового залишку:
В
Всього: 0,004 +0,0004 +0,01 = 0,0144 м3/с або 51,84 м3/ч
6. Механічний розрахунок апарату
середу в апараті токсична, коррозіонноактівная, з умови корозійної стійкості вибираємо матеріал обичайки (днища, кришки) - сталь Ст20 зі швидкістю проникнення корозії П = 0,4 мм/г
Розрахунок товщини стінки обичайки:
В
- внутрішнє тиск;
h - висота колони; h? 12 м
== 103.9, 81.12?...
