Определение материальных и тепловых потоков в колонне

Количество дистиллята:

D = Fε = 15000 0,1936= 2903,66 кг/ч.

Количество остатка:

W = F – D = 15000 – 2903,66 = 12096,33 кг/ч.

При составлении тепловых балансов энтальпии потоков определяются по формулам Крега [2]:

для жидкости

для паров

Плотность потоков может быть определена по эмпирической формуле Крега [2]:

Тепловой баланс колонны без учета теплопотерь в окружающую среду запишется в виде:

Q_F + Q_B = Q_D + Q_W + Q_d

где Q_F – количество тепла, вносимое в колонну сырьём;

Q_D – количество тепла, отбираемое дистиллятом;

Q_W – количество тепла, отбираемое остатком;

Q_d – количество тепла, отбираемое холодным орошением;

Q_В – количество тепла, подводимое в нижнюю часть колонны.

Количества тепла потоков в тепловом балансе колонны определяются по уравнениям:

,

где , , - энтальпии сырья, паровой и жидкой фаз сырья при

температуре ввода в колонну, соответственно;

- энтальпия паров дистиллята при температуре верха колонны;

- энтальпия остатка при температуре низа колонны.

Для расчета количества тепла, отбираемого в верхнем сечении колонны, необходимо определить количество горячей флегмы, стекающей с верхней тарелки. Количество этой флегмы рассчитывается в мольных единицах с учетом флегмового числа, а затем производится пересчет в массовые единицы:

,

где , – мольное и массовое количество флегмы, соответственно;

- молекулярная масса флегмы, которая определяется при расчете температуры верха колонны, состав этой жидкости является равновесным по отношению к составу дистиллята.

Количество тепла, отбираемого сверху колонны для перевода количества флегмы из паровой фазы в жидкую:

,

где - энтальпия жидкости при температуре верха

Из теплового баланса колонны определим количество тепла, которое необходимо подвести в низ колонны для создания парового потока:

В том случае, когда отвод тепла осуществляется острым испаряющимся орошением, его количество определяется по уравнению:

,

где - энтальпия потока холодного орошения

Для определения количества холодного орошения зададимся его температурой на входе в колонну. В связи с тем, что хладагентом в конденсаторе-холодильнике является вода, примем температуру t_хол = 45°С

Количество паров под верхней тарелкой концентрационной секции колонны:

Количество паров под нижней тарелкой колонны отгонной секции колонны:

,

где - энтальпия паров при температуре низа колонны

Количество жидкости стекающей с нижней тарелки отгонной секции колонны:

Результаты подсчета сведены в таблицу 10.

Таблица 10

Дата добавления: 2015-08-18