Реферат: Расчет разделения смеси диоксан-толуол в насадочной ректификационной колонне

r_D =X_D ∙ r_д +(1-X_D ) ∙ r_т , (3.29)

где r_д –и r_т –удельные теплоты конденсации диоксана и толуола при 94°С [8].

r_д = 360 кДж/кг;

r_т = 321 кДж/кг;

r_D = 0,896 ∙ 360+(1 – 0,896) ∙ 321= 356 кДж/кг;

Q_д = 0,278 ∙ (1+6,6) ∙ 356= 752 кВт.

Расход теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара, находим по уравнению:

Q_к = Q_д + G_D ∙ С_D ∙ t_D + G_W ∙ С_W ∙ t_W – G_F ∙ С_F ∙ t_F +Q_пот , (3.30)

где Q_пот приняты в размере 3% от полезно затрачиваемой теплоты; удельные теплоёмкости взяты соответственно при t_D =94°С, t_W =102°С, t_F =96°С, температура кипения исходной смеси t_F определена по t-x-y по диаграмме (рис.3.2).

С_W = (0,54 ∙ 0,019 + 0,45 ∙ (1 - 0,019)) ∙ 4190 = 1893 Дж/(кг ∙ К);

С_F = (0,53 ∙ 0,439 + 0,44 ∙ (1 - 0,439)) ∙ 4190 = 2009 Дж/(кг ∙ К);

C_D = (0,52 ∙ 0,896 + 0,44 ∙ (1 - 0,896)) ∙ 4190 = 2144 Дж/(кг ∙ К).

C_D , С_W , С_F -взяты из справочника [8].

Q_к =(752000 + 0,278 ∙ 2144 ∙ 94 + 0,302 ∙ 1893 ∙ 102 – 0,58 ∙ 1893 ∙ 96) ∙ 1,03= = 760937 Вт ≈ 761кВт.

Расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси:

Q=1,05 ∙ G_F ∙ С_F ∙ (t_F –t_нач ), (3.31)

где тепловые потери приняты в размере 5%, удельная теплоёмкость исходной смеси С_F = (0,5∙ 0,439+0,42 ∙ (1-0,439)) ∙ 4190 = 1907 Дж/(кг ∙ К)

при t = (96+18)/2 =57 °С.

Q=1,05 ∙ 0,58 ∙ 1907 ∙ (96 – 18) = 90586 Вт.

Расход греющего пара, имеющего давление р_абс =4 кгс/см² и влажность 5%

а) в кубе испарителе:

G_гп =Q/(r_гп ∙ X), (3.34)

где r_гп =2141 ∙ 10³ Дж/кг – удельная теплота конденсации греющего пара.

G_гп = 760937/(2141 ∙ 10³ ∙ 0,95) = 0,374 кг/с;

б) в подогревателе исходной смеси

G_гп = 90586/(2141 ∙ 10³ ∙ 0,95) = 0,045 кг/с.

Всего: 0,374 + 0,045 = 0,419 кг/с или 1,508 т/ч.

Расход охлаждающей воды при нагреве её на 20⁰ С в дефлегматоре:

V_в =Q_д /(С_в ∙ (t_кон -t_нач ) ∙ ρ_в ), (3.35)