Визначення швидкості пари і діаметра колони

Визначаємо середні масові потоки пари у верхній Gв (кг/с) і нижній Gн (кг/с) частинах колони

Середні масові витрати (навантаження, кг/с) по рідині для верхньої і нижньої частини колони

Розраховуємо середній мольний склад рідини відповідно у верхній і нижній частинах колони:

х_{с. в} = (х_D + х_F)/2 = (0,974 + 0,273)/2 = 0,62

х_{с. н} = (х_F + х_W)/2 = (0,273 + 0,0085) = 0,14

х_с = (0,62 + 0,14)/2 = 0,38

Середні мольні маси рідини у верхній і нижній частинах колони розраховуємо за рівняннями:

= 32·0,62 + 18(1-0,62) = 26,68

= 32·0,14 + 18(1-0,14) = 19,96

Мольна маса вихідної суміші

М_F = М_Ах_F + М_В(1 – х_F) = 32·0,273 + 18(1-0,273) = 21,83

Середні масові витрати рідини у верхній і нижній частинах колони, приймаючи, що молекулярна маса дистиляту дорівнює молекулярній масі метанолу:

L_в = G_DRМ_в/М_D = 0,552·1,45·26,68/32 = 0,667 кг/с.

L_н= G_DRМ_н/М_D + G_FМ_н/М_F=0,552·1,45·19,96/32 + 1,39·19,96/21,83=1,77 кг/с.

Середні мольні концентрації парів у верхній і нижній частинах колонита їх температури (по t – х – у діаграмі)

у_{с. в} = (у_D + у_F)/2 = (0,974 + 0,559)/2 = 0,776;

у_{с. н} = (у_F + у_W)/2 = (0,559 + 0,0085)/2 = 0,284

де у_F = = 0,559.

t_с.в. = 73,3⁰С; t_с.н. = 91,8⁰С.

Середні мольні маси парів у верхній і нижній частинах колони:

= М_Ау_{с. в} + М_В(1 - у_{с. в}) = 32·0,776 + 18(1-0,776) = 28,86 кг/кмоль;

= М_Ау_{с. н} + М_В(1 – у_{с. н}) = 32·0,284 + 18(1 – 0,284) = 21,97 кг/кмоль.

Середні масові потоки пари:

G_в = G_D(R + 1) = 0,552(1,45 +1)·28,86/32 = 1,22 кг/с.

G_н = G_D(R + 1) /М_D = 0,552(1,45 + 1)21,97/32 = 0,93 кг/с.

Попередньо находимо густини рідини ρ_{х в}, ρ_{х н} і пари ρ_{у в}, ρ_{у н} у верхній і нижній частинах колони при середніх температурах в них t_в і t_н. Середні температури парів визначаємо по діаграмі t – х, у (рис. 2) по середнім складам фаз: t_в = 73,27⁰С; t_н = 92⁰С.

ρ_{у в} = ρ_{у н} =

ρ_ув = = 1,016 кг/м³;

ρ_ун = = 0,73 кг/м³.

Об’ємна витрата пари у верхній і нижній частинах колони:

V_в = G_в/ρ_ув = 1,22/1,016 = 1,2 м³/с;

V_н = G_н/ρ_ун = 0,93/0,73 = 1,27 м³/с.

Температури вихідної суміші t_F = 79⁰С; дистиляту t_D = 65⁰С; кубового залишку t_W =98,7⁰С

Густини компонентів за цих температур, кг/м³

Густина рідини:

= 909,1 кг/м³;

= =769,2 кг/м³;

= =1000 кг/м³.

Середня густина рідини у верхній і нижній частинах колони:

ρ_хв = (ρ_хF + ρ_хD)/2 = (909,1 + 769,2)/2 = 837,6 кг/м³;

ρ_хн = (ρ_хW + ρ_хF)/2 = (1000 + 909,1)/2 = 954,5 кг/м³.

Середня густина рідини в колоні:

ρ_х = (837,6 + 954,5)/2 = 896 кг/м³.

За рівнянням (5.60) гранична швидкість пари для сітчастої тарілки:

У верхній частині колони -

υ_грв = 0,05 .= 0,05(837,6/1,016)^0,5 = 1,4 м/с.

Приймаємо робочу швидкість на 10% менше:

υ_в = 1,29 м/с.

У нижній частині колони –

υ_грн = 0,05 = 0,05(954,5/0,73)^0,5 – 1,8 м/с.

Приймаємо робочу швидкість на 10% менше:

υ_н = 1,62 м/с.

Визначаємо діаметр колони з рівняння об’ємних витрат:

Верхньої частини:

D = = 1,09 м.

Нижньої частини:

D = = 0,999 м.

Приймаємо стандартний діаметр обох частин D = 1 м.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 70; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!