P1070680

Przyjąć, że ciepło właściwe i ciepło parowania w danym przedziale temperatur jest stałe.

Rozwiązanie. Bilans cieplny aparatury rektyfikacyjnej o działaniu ciągłym przedstawia równanie (9.8)

Q + F >F — D i_D + W iw + Gkond + Qttr.

Stąd szukana ilość ciepła, korą należy dostarczyć do kotła kolumny, wyniesie:

Q = D i_D + w iw + 6kond + Qatr ^ **•

Poszczególne pozycje z prawej strony ostatniego równania oblicza się w następujący sposób:

1) D i_D — ciepło odebrane z destylatem:

od —Air

= 0,463

0,32—0,04

0,93—0,04

0,146 —; s

entalpia destylatu:

(o ;= to Co*

t_D — temperatura destylatu, c_D — ciepło właściwe destylatu.

kg-K

c_D = c.a_D + c_b (1 — a_D) = 1800 • 0,93 + 1840 • 0,07 = 1804

t_D = 81,5°C; i_D = 81,5 - 1804 = 147 000 —,

Kg

D i_D = 0,146 • 147 000 = 21 410 —

s

2) W i_w — ciepło odbierane z cieczą wyczerpaną

kg

W = F— D = 0,463 — 0,146 = 0,317

entalpia cieczy wyczerpanej:

•w — tw Ctv*

c_w = c_m a_w B H (1 — dw) ~ 1800 • 0,04 4- 1840 • 0,96 = 1838

t_w = 107,8°C;

i_w = 107,8 - 1838 = 198 000

kg

W i_w i 0,317 • 198 000 = 62 700 —

3) Q_koaA — ciepło odprowadzane z kondensatora. Wielkość tę wyznacza się z równania (9.7):

Ć?kond — D K-R + 0<O - R ii. - ij>]'t

przyjmując kondensator za całkowicie skraplający, otrzymuje się i_L — wónoHM Ckond =/>[(/?+ 1) /o — (/? + 1) i_D] = D(R^- l)(b — i_D), ale ia — ip — ^rD-> ostatecznie więc    •

(?kond = D (/? + I) r_D r_D — ciepło parowania destylatu;

r_D = r_aa_D + r_b (1 — a_D) = 396 • 10³ • 0,93 + 361 • I0³ • 0,07 == 393,7-10 r*

*g

Ckond = 0,146 (3 + 1) • 397,7 • 10³ = 231,9 • 10³

4) Ciepło odprowadzane w wyniku strat do otoczenia Q_stI_ przyjmujemy jako równe 10% ilości ciepła doprowadzanego do kotła kolumny Q.

5) F ip — ciepło doprowadzane do kolumny z surówką

F = 0,463 —,

i_P = t_F c_F,

kg - K

Cp = c_aa_F + c_b (1 — a_P) = 1800 - 0,32 + 1840 • 0,68 = 1826

tp = 97,5 °C — temperatura wrzenia surówki;

ip = 97,5 • 1826 = 178 100 S kg

Fip m 0,463 • 178 100 = 82 500 —

kg

Ostatecznie szukana wartość ciepła dostarczanego do kotła kolumny wyniesie: q _ 0,1 Q = 21 410 + 62 700 + 231 900 — 82 500 g= 233 510-i,

Q = llllil = 259 000 —•

0,9    s.

Zużycie pary grzejnej o parametrach podanych w treści zadania wyniesie:

0,118—.

259000

i" — i' 2750000— 559000

- Przykład 9.2. 3,33 — mieszaniny zawierającej 45% mas. benzenu i 55% mas. tohienu s

ks

poddano rektyfikacji w kolumnie o działaniu ciągłym, tak aby otrzymać 1,5 destylatu

o składzie 96% mas. benzenu. Liczbę powrotu przyjąć R — 3R_mi0_ Kolumna pracuje pod ciśnieniem normalnym.,Należy obliczyć:

309