Розрахунок робочего флегмового числа

,

де x_f - задана сполука рідкої фази потоку живлення;

y_f - відповідний йому рівноважна сполука парової фази потоку харчування.

Робоче флегмове число знаходять зі співвідношень:

R=1,3*R_min+0,3

або

R=σ* R_min,

де σ =1,2-2,5 - коефіцієнт надлишку флегми.

14.3.2.Рівняння робочої лінії верхньої (зміцнювальної) частини колони.

(1)

де y, x - сполуки парової й рідкої фаз верху колони, молярні частки; x_д - сполука дистиляту.

Позначимо: .

14.3.3.Рівняння робочої лінії нижньої (вичерпної) частини колони.

(2)

де .

Позначимо: ;

14.4. Побудова робочих ліній процесу ректифікації.

Рис.4.

· 1 - Рівноважна лінія процесу ректифікації;

· 2 - Лінія рівних концентрацій парової й рідкої фаз компонента А в колоні.

· Сполуки парової й рідкої фаз у верхній і нижній частинах колони рівні, тобто відповідають лінії 2.

· По x_д знаходять крапку С.

· По x_к знаходять крапку А.

· По x_f проводять вертикаль.

· По осі y відкладають величину зі співвідношення (1) і одержують крапку D.

· Одержують крапку М на перетинанні СD з вертикаллю від x_f.

· Одержують СМ - робочу лінію верху колони.

· Проводять МА - робочу лінію низу колони.

14.5. Діаграма «Робоча лінія-лінія рівноваги»

процесу ректифікації.

Рис.7.

· 1 - рівноважна лінія процесу бінарної ректифікації;

· 2 - Лінія рівних концентрацій у паровій і рідкій фазах

· Лінія СМ – робоча лінія верху колони з параметрами: ;

· Лінія МА - робоча лінія низу колони з параметрами:

; ; .

Аналіз діаграми «Робоча лінія - лінія рівноваги».

· По діаграмі визначають наступні параметри:

- Число щаблів поділу, число теоретичних тарілок n_т і число реальних тарілок , де η - к.п.д. тарілки.

- Рушійну силу процесу в будь-яких крапках колони:

, , що відповідає напрямку масопередачі , і .

· Рушійні сили залежать:

- від режимних параметрів процесу, що визначають положення рівноважній кривій (Р и θ);

- від x_f , x_д, x_к - визначальне положення робочої лінії процесу;

- від R=G_фл/G_д й , тобто від G_фл, G_д, G_f;

- від теплових параметрів G_f.

· Необхідну рушійну силу процесу ректифікації можна забезпечити:

- стабілізацією режимних параметрів Р або θ;

- стабілізацією параметрів потоку живлення G_f й θ _f;

- стабілізацією або зміною флегмового числа R=G _фл /G_д.

14.6. Об'єкт управління.

Схема ректифікаційної установки.

1 - ректифікаційна колона; 2 - підігрівник потоку живлення;

1 - кип'ятильник; 4 - конденсатор (дефлегматор); 5 - флегмова ємність.

Рис. 8.

14.7. Опис установки.

Об'єкт управління - ректифікаційна установка для виділення з вихідної рідкої суміші цільового компонента в складі дистиляту.

Процес масопередачі відбувається на тарілках зміцнювальної (верхньої) і вичерпної (нижньої) частин колони в результаті взаємодії рідкої й парової фаз, що рухаються в колоні протитечією.

Рушійна сила - різниця між рівноважною й робочою концентраціями цільового компонента в рідкій або паровій фазі: і відповідно.