Высота колонны.

Диаметр колонны.

(134)

где объемный расход паровой фазы определяется по формуле

(135)

(136)

Для тарельчатой колонны расчётная высота определяется

(137)

где - расстояние между тарелками, принимается в зависимости от диаметра колонны;

- число действительных тарелок, в наиболее простом варианте определяется

(138)

КПД тарелки принимается на основе опытных данных или рассчитывается по эмпирическим формулам. Например, В.Н. Стабников приводит зависимость КПД ситчатой тарелки от скорости пара в колонне для системы этанол-вода, что показано на рис. 163.

Рис.163. Зависимость КПД ситчатой тарелки от скорости пара в колонне.

В общем случае и скорость паровой смеси, и КПД тарелки по высоте колонны будут переменны. Поэтому более точно число действительных тарелок определяется на основе кинетического расчёта от тарелки к тарелке с применением ЭВМ.

В насадочной колонне насадка располагается слоями, высотой по 3-4 м каждый. Общая расчётная высота слоя насадки:

(139)

где - высота, эквивалентная теоретической ступени (ВЭТС).

Величина рассчитывается по эмпирической формуле В.В. Кафарова

(140)

где - эквивалентный диаметр насадки, м,

m – тангенс угла наклона равновесной линии,

- для верхней части колонны,

- для нижней части колонны,

- число Рейнольдса для паровой фазы.

РАСЧЁТ тарельчатой ректификационной колонны.

Задание.

Рассчитать ректификационную колонну непрерывного действия для разделения под атмосферным давлением 5 т/ч жидкой смеси метанол-вода.

Содержание метанола: мольн.

Исходная смесь подаётся в колонну при температуре кипения. Греющий пар имеет давление 0.2 МПа. Схема установки представлена на рис.164.

Рис.164. Схема ректификационной установки.

1-колонна, а) – верхняя часть, б) – нижняя часть, 2-дефлегматор,

3-разделитель, 4-кипятильник.

Физические свойства компонентов.

Сведены в таблицу 7.

Таблица 7. Физические свойства компонентов.

Наименование	Обозначение	Метанол	Вода
Молекулярная масса	М
Температура кипения,		64.5
Плотность жидкости,
Теплота парообразования, кДж/кг		=1109.5
Теплоёмкость,	С

Данные по равновесию представлены в таблице 8.

Таблица 8. Равновесие системы метанол-вода.

			Р
	0.0		760 мм рт. ст.
	41.8	87.7
	57.9	81.7
	66.5	78.0
	72.9	75.3
	77.9	73.1
	82.5	71.2
	87.0	69.3
	91.5	67.5
	95.8	66.0
	100.0	64.5

По данным таблицы 8 строится диаграмма равновесия (рис.165) и изобара равновесия (рис. 166).

На ось абсцисс наносятся точки: .

Из диаграммы рис.165 определяется или 0,675 (доли).

На изобаре рис.166 определяются температуры:

.

Рис.165. Диаграмма равновесия системы метанол-вода.

Рис.166. Изобара равновесия системы метанол-вода.

Массовые доли метанола

Аналогично

Теплоёмкость исходной смеси

Плотность пара метанола при

Плотность пара воды при

Параметры греющего пара при Ргр.=0.2 МПа (2 ата):

РАСЧЁТЫ