Навигация
3 Обработка опытных данных
3.1 Материальный баланс установки
Количество воды, выпариваемой в первом корпусе
,
где 
- количество исходного раствора, кг/с;
1 - концентрация исходного и упаренного раствора после корпуса 1, % масс.
Количество воды, выпариваемое во втором корпусе
,
где 
- количество раствора, поступающего из первого во второй корпус, кг/с;
- конечная концентрация раствора во втором корпусе, % масс.
Общее количество выпариваемой воды
3.2 Тепловой баланс установки по корпусам
Расход тепла на выпаривание в первом корпусе
Количество тепла, затраченное на нагрев исходного раствора от начальной температуры tH до температуры кипения tK1 определяется по уравнению
,
где CH– удельная теплоемкость исходного раствора, Дж/кг К.
Количество тепла, которое необходимо затратить на выпаривание воды в первом корпусе
,
где
– удельная теплота парообразования при давлении в корпусе 1, Дж/кг.
Расход тепла на выпаривание во втором корпусе
Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении выпариваемого раствора от температуры кипения в первом корпусе tK1 до температуры кипения tK2 во втором корпусе определяется по формуле
,
где СК1 - удельная теплоемкость раствора, поступающего из первого во второй корпус, Дж/кг К.
Количество тепла, затраченное на испарение воды во втором корпусе
,
где 
- удельная теплота парообразования при давлении во втором корпусе, Дж/кг.
Потери тепла в окружающую среду первым и вторым корпусом установки можно определить по уравнениям
,
где a1, a2 – суммарные коэффициенты теплоотдачи от стенки аппарата к воздуху, Вт/м2 К;
FH1, FH2 – наружная поверхность выпарных аппаратов (FH1 = FH2=1.92 м2);
tвозд., tст1, tст2 – температура воздуха и стенок аппаратов, оС.
Суммарные коэффициенты теплоотдачи конвекцией и излучением от стенки аппарата к воздуху вычисляются по формуле
3.2 Коэффициенты теплопередачи по корпусам
Коэффициенты теплопередачи определяют из основного уравнения теплопередачи для выпаривания
,
где Q – расход тепла на выпаривание в корпусе, Вт;
k – коэффициент теплопередачи, Вт/м2 К;
F – поверхность теплообмена, м2;
Δ tпол – полезная разность температур (движущая сила процесса).
Коэффициенты теплопередачи вычисляют по формулам
, 
.
Полезные разности температур по корпусам равны
, 
,
где tгр.п.– температура греющего пара, оС;
tвт.п.– температура вторичного пара первого корпуса, оС.
3.3 Расход греющего пара
Расход первичного пара находят по уравнению
,
где r – удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг;
x – паросодержание (степень сухости) греющего пара (x=0,95).
Расход греющего пара на 1 кг выпаренной воды определяют по формуле:
.
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА РЕКТИФИКАЦИИ
Цель работы: изучение процесса ректификации в тарельчатой колонне непрерывного действия, определение числа теоретических тарелок и среднего КПД тарелок.
Приборы и принадлежности: установка ректификации, хроматограф ЛХМ-8 МД, бутылочки с пробками, смесь этиловый спирт – вода концентрацией 5 – 40 % массовых.
Введение
Ректификация – процесс разделения жидких гомогенных смесей путем взаимного обмена компонентами между жидкостью и паром, полученным испарением разделяемой смеси. Этот процесс основан на различной летучести компонентов, составляющих смесь, т.е. на различии в температурах кипения компонентов при одинаковом давлении.
Процесс ректификации осуществляют в колоннах, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты, с контактными устройствами. Наибольшее распространение в промышленности получили ректификационные колонны, в которых в качестве контактных устройств используются колпачковые, ситчатые и провальные тарелки [1, 2]. В ректификационной колонне навстречу друг другу проходят неравновесные по составу потоки пара и жидкости. Пар в колонне идет снизу вверх, а жидкость стекает сверху вниз. На каждой тарелке колонны пар и жидкость вступают в контакт. Поскольку между жидкостью и паром отсутствует равновесие, то на тарелке между ними происходит обмен компонентами ( массообмен), в результате которого пар обогащается более летучим (низкокипящим) компонентом, а жидкость – менее летучим (высококипящим). В ректификационных колоннах массообмен между жидкостью и паром осуществляется через поверхность контакта паровой и жидкой фаз. Поверхность контакта фаз на тарелке образуется пузырьками и струями пара при прохождении (барботаже) его через слой жидкости. На рисунке 1 показана схема ректификационной колонны с провальными ситчатыми тарелками.
Пар, поступающий под нижнюю тарелку ректификационной колонны из кипятильника 1, имеет низкую концентрацию низкокипящего компонента. С верхней тарелки колонны пар с высокой концентрацией низкокипящего компонента уходит в дефлегматор 4, в котором он полностью конденсируется. Часть образовавшегося конденсата поступает на верхнюю тарелку для орошения колонны. Эта жидкость называется флегмой Ф. Остальную жидкость из дефлегматора отбирают в качестве верхнего продукта разделения – дистиллята Р. Деление конденсата на флегму и дистиллят осуществляется с помощью флегмоделителя 5. Часть жидкости, поступающей в кипятильник с нижней тарелки, отбирают в качестве кубового остатка W.
Исходную смесь F непрерывно подают на одну из тарелок в средней части, которая делит колонну на верхнюю укрепляющую 3 и нижнюю исчерпывающую 2 части. Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный процесс разделения исходной смеси F на дистиллят Р с высоким содержанием низкокипящего компонента и кубовой остаток W с низким его содержанием. Концентрации получаемых продуктов разделения зависят от числа тарелок в колонне и от режима ее работы.
Похожие работы
... . Данный способ сушки позволяет сохранить основные биологические качества высушиваемых материалов и широко используется в фармацевтическом производстве при получении ферментов, антибиотиков, препаратов крови, иммуннобиологических препаратов и др. сушка сублимация вакуум эвтектическая Применительно к процессу сушки сублимация влажного материала - процесс сушки его в замороженном состоянии ( ...
... .В. Иванова«Автоматизация технологических процессов основных химических производств»Методические материалы по курсу лекций (в двух частях)Часть 2.2003г. УДК 66-52:66(075)Иванова Г.В. Автоматизация технологических процессов основных химических производств: Методическое пособие. Часть 2 / СПбГТИ(ТУ).-СПб., 2003.- 70с. Методическое пособие предназначено для курса лекций по учебной дисциплине « ...
... Рабочая программа реализует повышенный уровень требований государственного стандарта и дает возможность выпускникам техникума работать в различных отраслях промышленности. Тематический план дисциплины «Автоматизация производства» реализует методический принцип «от простого к сложному», обеспечивает логическую преемственность излагаемого материала в распределении разделов и тем внутри предмета. ...
... влияния – RТ и чистой воды – Rwдля некоторого момента времени 3.6. Выводы В нулевом и первом приближениях решена задача о температурном поле, вызванном закачкой радиоактивного раствора в глубокозалегающие пласты. На основании полученного решения установлены расчетные формулы для полей температуры, вызванных энергией распада и различием температур пласта и закачиваемой жидкости. ...
0 комментариев