27698 P1070678 (2)

gdzie: gD_mia — ilość ciepła odbieranego w deflegmatorze na każdy kmol produktu

H §8 .    .    kJ

rektyfikacji dla

r_D — ciepło parowania jednego kilomola wrzącego rektyfikatu, kJ/kmol. Zakładając rzeczywistą wartość liczby powrotu R = a R_mia, znajduje się położenie górnego bieguna operacyjnego L z równania:

Biegun L łączy się z biegunem F odcinkiem, który następnie przedłuża się, aż do przecięcia z prostą prostopadłą wystawioną z punktu x»r. Otrzymuje się w ten sposób dolny biegun operacyjny K.

Wyznaczenie liczby półek teoretycznych można rozpocząć od wartości Xo, prowadząc z punktu K, linię pionową, aż do przecięcia z krzywą kondensacji (punkt V\ — temperatura i skład pary płynącej z pierwszej półki do deflegmatora, y_x — x_D). Skład cieczy spływającej z pierwszej półki znajduje się prowadząc izotermę K, — L\ i rzutując punkt L\ na krzywą entalpii cieczy wrzącej (punkt L_t). Izoterma L_x —V_x obrazuje pierwszą półkę teoretyczną. Łącząc punkt L, z górnym biegunem operacyjnym L, otrzymuje się w wyniku przecięcia prostej L_t —L z krzywą entalpii pary, punkt V₂. Punkt ten wyznacza entalpię i skład pary płynącej z drugiej półki. Entalpię i skład pary na drugiej półce wyznacza się prowadząc izotermę V_z —ZĄ, rzutując punkt na krzywą entalpii cieczy itd. Wyznaczanie następnych półek teoretycznych prowadzi się analogicznie, aż do osiągnięcia składu x mniejszego lub równego składowi cieczy wyczerpanej x_w. Po przejściu punktu F, należy posługiwać się dolnym biegunem operacyjnym K (w sposób identyczny jak górnym). Liczba półek teoretycznych równa się liczbie wyznaczonych izoterm L, — Vi.

f.ll. KOLUMNY REKTYFIKACYJNE WYPEŁNIONE

Wysokość warstwy wypełnienia w górnej części kolumny oblicza się ze wzoru:

|K|y,.    H |j|

gdzie: y_F — ułamek molowy składnika niżej wrzącego w surówce (odczytany na osi rzędnych wykresu krzywej równowagi przez zrzutowanie na nią punktu przecięcia się górnej i dolnej linii operacyjnej), y_x jH ułamek molowy składnika niżej wrzącego w destylacie, y* — ułamek molowy składnika niżej wrzącego w parze będącej w równowadze z cieczą w danym przekroju kolumny,

y — rzeczywista zawartość czynnika niżej wrzącego w parze, w danym przekroju kolumny, w ułamkach molowych,

lf»

G — natężenie przepływu pary w kolumnie, —•

s

kg

— współczynnik przenikania masy, —r—

m • s,

a — charakterystyka wypełnienia, —

m³

S — powierzchnia przekroju poprzecznego kolumny, m². Dodatkowo można oznaczyć:

G

Hog —

cK,a)S

(9.40)

Wielkość Hog nazywa się wysokością jednostki przenikania masy (WJPM).

D

^Noe== j SI    p^4i>

y_F ■ 'ui

Noc nazywa się liczbą jednostek przenikania masy (LJPM). A zatem wysokość górnej części kolumny rektyfikacyjnej wypełnionej wyrazi się wzorem:

hi = Hoc Noc = (WJPM) (LJPM).

(9.42)

W analogiczny sposób wyznacza się wysokość warstwy wypełnienia w dolnej części kolumny rektyfikacyjnej:

^XF

G' C dy , H

^hl ~ (K_ya')S‘ J F⁼y=^H°°^N™-

km

(9.43)

Całkowita wysokość warstwy wypełnienia

^,1Z^xd

*w    *w

W szczególnym przypadku, gdy kolumna pracuje przy całkowitym powrocie, wartość Noc oblicza się z równania:

Noc =

(9-45)

gdzie: x_D ^xrr

y*

^xw

—    ul. mol. czynnika niżej wrzącego w destylacie,

—    uł. mol. czynnika niżej wrzącego w cieczy wyczerpanej,

—    skład pary (w uł. moi.) będącej w równowadze z cieczą o składzie x

M — Zadania rachunkowe

305