Курсовая работа: Ректифікаційна колона

При прийнятих втратах теплоти Qвт = 10 кДж/с витрати пари складуть:

= 0,174 кг/с.

Величина парового потоку в колоні:

кг/с.

Рідкий потік у колоні складається з потоку вихідної спирто-водної суміші, потоку флегми:

F = v × D = 2,79 × 0,068 = 0,19 кг/с;

а також конденсату пари Gк на догрів суміші від tп = 75°С до tк = 93°С:

де cбр – середня питома теплоємність водно-спиртової суміші, Дж/(кг × К).

кг/с.

Таким чином, величина всього рідкого потоку складе:

L = Gбр + F + Gк = 0,833 + 0,19 + 0,025 = 1,048 кг/с.

Відношення парового потоку до рідкого:

G / L = 0,176 / 1,048 = 0,168.

Число теоретичних тарілок у вичерпній частині колони для концентрацій від 0,2 до 0,0047 % мол. визначимо по формулі Сореля-Харіна:

, (14)

де xn – вміст спирту в рідині на n-тарілці, % мол; K – коефіцієнт випару.

Таким чином, при K = 13, отримаємо:

.

Для концентрацій 0,2 – 65,9 мол. % число теоретичних тарілок визначимо графічним шляхом. Для цього у масштабі 1 % мол. – 5 мм, будуємо лінію рівноваги, наносимо робочі лінії й будуємо ступені процесу.

Рис. 7а. До розрахунку числа теоретичних тарілок

Рис. 7б. До розрахунку числа теоретичних тарілок

З виконаної побудови видно, що в укріпній частині (рис. 7а) число теоретичних тарілок nу = 4 і у вичерпній частині (рис. 7б) nв = 6.

Середня концентрація спирту в рідині в колоні (33,4 + 1,4) / 2 = 17,4 % мол. = 35,55 % мас. Середня температура рідини tсер = 92 °С, в’язкість μ = 0,4 мПа × с. Тоді відносна летючість компонентів складе:

, (15)

де pсп і pв – пружність парів етилового спирту і води, кПа

З [2] визначаємо pсп = 172 кПа і pв = 85,6 кПа. Таким чином: