химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

яемой смеси в жидкой фазе; hw — высота сливной перегородки, см; wa — средняя скорость пара в незаполненном сечении колонны, м/с; W — нагрузка . по жидкости на единице длины ее пути, л/(м-мин); р„ — плотность пара, кг/м*.

Время пребывания жидкости на тарелке z= 600/IBVW7 с, где кз — толщина слоя жидкости на тарелке, см; 1Т — длина пути жидкости на тарелке, м (расстояние между точками входа и выхода); для колпачковых тарелок Лв = = 4,2+ 0,19% — 1,36гид Vpa + 4,1510""3tP; для ситчатых тарелок Лв= 0,61 + + 0,725V — 2,38шп ^Рп+ 2,05- WW.

По приведенным формулам можно рассчитать значения локальных коэффициентов полезного действия !)„, связанных со средними коэффициентами полезного действия тарелки т|^р следующей зависимостью:

Пср/Чв = /'(Ре.О/1Г,тр,т)о) (в,

где число Pe=/2/Df2 характеризует степень перемешивания жидкости на тарелке и определяется при помощи следующей эмпирической формулы (в м2/с): DB = [1 + 0,0173 (d — 7,6)]2[0,315 (0,0124 + 0,0059% + 0,0562uvn + + 0,204 ? Ю-*»?)]"

В случае колпачковых тарелок d означает диаметр колпачка; для ситчатых тарелок о = 7,6 см.

Для нахождения явного вида функциональной зависимости (в) были обработаны результаты большого числа экспериментов по ректификации различных

539

бинарных смесей в колонках с колпачковыми и ситчатыми тарелками при разнообразных рабочих условиях. Полученные данные представлены на рис. XI-17 в виде зависимости т}ср/чо от произведения mp (DlW) Т|0 и числа Ре. Сопоставление опытных и расчетных значений т]ср показывает, что последние в подавляющем большинстве случаев несколько занижены (в отдельных случаях до 30%). Следовательно, использование изложенного метода расчета при проектировании ректификационных колони ведет к некоторому запасу числа тарелок.

8. Расчет ректификационных колонн на основе теории массообмена

Изложенные выше методы расчета требуемого числа теоретических тарелок базируются на диаграмме фазового равновесия и материальном балансе процесса ректификации, но совершенно игнорируют его кинетику и гидродинамическую обстановку в аппаратах. Для восполнения этого пробела введены коэффициенты полезного действия, которые не поддаются точному теоретическому определению, а могут быть приближенно вычислены по эмпирическим формулам или заимствованы из практики. Строго научный расчет процесса ректификации, учитывающий сочетание его статики и кинетики, в принципе осуществим на основе теории межфазного массообмена. Реализация этого пути, как уже отмечалось, невозможна до тех пор, пока не установлены количественные закономерности образования межфазной поверхности и ее геометрической характеристики в барботажных аппаратах, к числу которых относятся тарельчатые ректификационные колонны. Кроме них, однако, в промышленности используют аппараты с более или менее фиксированной поверхностью массообмена — пленочные и насадочные ректификационные колонны. Расчет этих аппаратов целесообразно базировать на теории межфазного массообмена, как было показано в главе X применительно к абсорберам.

Согласно двухпленочной теории, на межфазной границе сосуществуют равновесные концентрации низкокипящего компонента в жидкой (XQ) и паровой (у0) фазах. При этом х0 < х и у0 > У, где х и у — концентрации того же компонента в ядре потока Жидкости и ядре парового потока. В стационарном процессе массообмена количество низкокипящего компонента, переходящего из потока жидкости к поверхности раздела F м2 и от нее к потоку пара составляет (в кмоль/с): ,fM = рд- (а: — х0) F = 6^ (у0 — у) F, где 8* и — коэффициенты массоотдачи для жидкой и паровой фаз. Из последнего уравнения и рис. XI-18 следует, что

Мц = О/о - У) I (* - *«) = Ч «

Угол а на рис. XI-18 определяет точку А, а координаты ее выражают равновесные концентрации на межфазной поверхности, которые в общем случае зависят от обоих коэффициентов массоотдачи (Р* и рг).

540

Допустим, что на элементарном участке колонны высотой dH сосредоточена поверхность массообмена dF = adH, где а> — поверхность, приходящаяся на 1 м рабочей высоты. Для наса-дочной колонны диаметром d„ при удельной поверхности насадки / м2/м3 можно принять (о = (я^/4) /. На высоте dH концентрация низкокипящего компонента в паровой фазе возрастет на dy, а во встречном потоке жидкой фазы понизится на dx.

(6)

= NX

Из уравнений массообмена для участка dH имеем: D dy — = (ёУо — У) ®dH; Wdx = р* (х — х„) ю dH. Принимая взаимодействующие потоки пара (D) и жидкости (W) постоянными по всей высоте колонны, найдем:

dx

PfL= f d« -дг . D )yB-y-Ny>

где Nx и jVj — числа единиц переноса в жидкой и паровой фазах; ylt у2, дг,, х2— концентрации низкокипящего компонента в паровой и жидкой фазах в нижнем и верхнем сечениях колонны (рис. XI-18).

Определение значений Nx и Afj, затруднительно, так как изменение концентраций на межфазной поверхности (х„, у„), связанных с коэффициентами массоотдачи рл и pj, по соотношению (а), заранее неизвестно или приводит к очень сложным выражениям. Для упрощения расчетов оперируют коэффициентами массопередач

страница 64
< 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
shpm2280p2 480g
протокол узи в 1 триместре
vs-120-r-h мощность двигателей
http://www.kinash.ru/etrade/goods/4223.html

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
(14.12.2017)