химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

я флегмой, процесс получил' название дефлегмации, а конденсатор Для частичной конденсации паров — дефлегматора.

Допустим, что при дистилляции бинарной смеси с дефлегмацией возвращаемая в куб флегма с концентрацией низкокипящего компонента х' находится в равновесии с остаточным паром, имеющим концентрацию у' того же компонента. Если концентрация в паре перед дефлегматором равна у и из элементарного количества пара dD образуется Р dD флегмы, то материальный баланс дефлегматора можно описать уравнением: pVdD + (1 — Р) у dD = ydD, откуда

(»-«')/(»'-») = (1-Р)/Р 00

В периодическом процессе дистилляции величины х, у, х' н у' непрерывно изменяются, поскольку из системы непрерывно отводится дистиллят. Мгновен506

г &

с

а > \

х, уг х,у

о — методом однократного испарения; б — схема днстнлляцнн с дефлегмацией; в — к расчету простой дистилляции с дефлегмацией: 1 — дистилляционный куб; 2 — поверхность нагрева; 3 — конденсатор; 4 — холодильник дистиллята; 5 — возврат флегмы.

Дню у'. Заметим, что для построения угла ^ достаточно отложить по оси абсцисс вправо от точки С отрезок CD = [(1 — Р)/р] у и соединить точки D и В.

Для определения общего эффекта рассматриваемого процесса допустим, что в дистилляционный куб было первоначально загружено №, кмоль бинарной смеси с концентрацией низкокипящего компонента После испарения AW кмоль жидкости с учетом возврата флегмы в кубе останется R7J жидкости с концентрацией х'г, причем И72= Wx — (1 — Р) AW. Если принять, что при испарении малого количества жидкости AW концентрация образовавшегося пара равна среднеарифметическому значению из концентраций в начале yt и в конце у[ Этого малого периода времени, то получим следующее уравнение материального баланса:

[Wi + (I - Р) ДW] *i = W'A + (1 -Р) -W [(У, + У'\)Й\ откуда xl-x's = {[(1 - Р) AW)/2Wi) [у[ - (2^ — ?/,)]?

Это уравнение описывает в диаграмме у—х наклонную прямую, образующую с вертикалью угол alt причем tgax= [(1 + Р) Дп/]/2И7?.

Таким образом, количество кубового остатка после испарения AW кмоль жидкости выразится так: Ц7? = Wx — (1 — Р) AW = H7t— 2F!tgat, откуда Щ = Wy(l -f- 2 tgc^). После испарения я порций жидкости по AW кмоль каж-Дйя количество кубового остатка будет:

47j=Wi/(l-f-2tga1)n (б)

Очевидно, повторив а раз построение, показанное на рис. XI-2, е, до достижения требуемой конечной концентрации кубового остатка х2 можно определить

507 его количество №а по формуле (6), а среднюю концентрацию дистиллята (й)ср— из общего уравнения материального баланса: W1X1— W2x2 = (Wi — W2) 0Л)ср.

Возможно также решение обратной задачи, т. е. нахождение концентрации *2 по заданному количеству дистиллята (Wi—W2). В обоих случаях, разумеется, решение задачи будет тем точнее, чем меньше выбранный угол о^.

4. Однократная и постепенная конденсация парообразной смеси взаимно растворимых компонентов

Разделение парообразной смеси путем частичной ее конденсации является процессом, обратным частичному испарению жидкой смеси. Здесь также различают однократную частичную конденсацию, характеризующуюся длительным контактом образовавшегося конденсата с остаточным паром, ипостепенную, отличающуюся немедленным удалением конденсата из системы.

Допустим, что бинарная парообразная смесь, имея концентрацию низкокипящего компонента ух и температуру насыщения tn, подвергается однократной частичной конденсации путем ее охлаждения до температуры t0. При этом количество пара уменьшается от Dj кмоль до D2 кмоль, концентрация остаточного пара повысится до у2, а образовавшийся конденсат будет иметь равновесную концентрацию ха. Из уравнения материального баланса по низко-кипящему компоненту смеси Diy1 = ?>2(/2 + (D, — D2) хг получаем соотношения, аналогичные приведенным выше применительно к процессу однократного испарения (XI.1):

Ог = Щ—Ч_. Pi — _ Уг — Ч\ ? D3 = Vi — Ч (Х1 6)

Dt уа —х, ' Dx j/a-Xj' D1 — D2 У^ — Ух

Из соотношений (XI.6) следует, что если исходная парообразная смесь изображается в диаграмме равновесия (рис. XI-2, а) точкой d, то после ее охлаждения до температуры U количества образовавшейся жидкости и остаточного пара будут обратно пропорциональны длинам отрезков аЬ и be, причем остаточный пар обогащается низкокипящим компонентом.

Для рассмотрения процесса постепенной частичной конденсации представим, что вдоль элементарной поверхности охлаждения проходит поток парообразной смеси D кмоль с концентрацией низкокипящего компонента у. В результате охлаждения пара образуется dW кмоль конденсата с равновесной концентрацией х, а в остаточном количестве пара (D — dW) концентрация повышается до у -Ydy. Из уравнения материального баланса Dy = = х dW + (D — dW) (у + dy), .пренебрегая бесконечно малыми второго порядка, получаем:

dW/D~dy/'y-x) (а)

508

Если поток паровой смеси до начала конденсации равен

t,Dx кмоль, а количество образовавшегося конденсата на некотором

'.пути равно W, то D = D1 — W, поэтому

w* У, у,

Г dW _r dy . Dl с dy<

страница 49
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стол производственный с бортом
реле блокировки
рамка перевёртыш номеров без вырезки врезки бампера
сезон вентииляционные решетки вр-к с крв

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.02.2017)