Внутреннее и внешнее флегмовое число

1) Это отношение масс потоков флегмы и паров:

Используется для того, чтобы привести уравнение рабочей линии для верхней и нижней части колонны к общему виду.

Рассмотрим верхнюю часть колонны:

- общий вид уравнения для верхней части колонны.

Т.к G g → Ф 1.

 

Рассмотрим нижнюю часть колонны

 

- общий вид уравнения для нижней части колонны.

Т.к g G → Ф 1.

При Ф=1 – режим с бесконечными флегмовым и паровым числом.

2) Связь между Ф и R:

для нижней части колонны , .

.

, .

Тепловой баланс ректификационной колонны

При проведении процесса ректификации происходит обмен тепловой энергией между контактирующими паровой и жидкой фазами.

- тепловой баланс колонны

, где - тепло, вносимое сырьем; - тепло, подводимое в низ колонны через кипятильник.

;

, где - тепло, отводимое из колонны парами ректификата;

- тепло, отводимое из колонны жидким остатком; - тепло, отнимаемое потоком хладагента на верху колонны для образования флегмы.

= ; = ; =

- тепловой баланс колонны.

→ - тепловой баланс.

-уравнение прямой, проходящей через 3 т-ки:

, - приведенная энтальпия остатка. ; , - приведенная энтальпия ректификата.

При заданном составе ректификата ордината точки Р зависит от тепла

, отводимого на верху колонны. При ↑ →Р= , а при ↓ →Р= .

При заданном составе остатка ордината точки P’ зависит от тепла , подводимого в низ колонны.

При ↑ →P’= , а при ↓ →P’= .

т.F определяется составом сырья и его энтальпией, но всегда лежит на PP’

Тепловой баланс верхней части колонны

.

,

.

; . - уравнение прямой, проходящей через 3 точки

, ,

При заданном составе ректификата ордината точки Р зависит от тепла , отводимого на верху колонны. При ↑ →Р= , а при ↓ →Р= .

т. g и G характеризуют составы и энтальпии встречных неравновесных потоков, относящихся к одному произвольному сечению. Каждому сечению соответствует своя рабочая линия. Уравнение позволяет определить поток орошения в любом сечении верхней части колонны.

Полюс соответствует режиму минимального орошения → ЧТТ → .

 

Тепловой баланс нижней части колонны

; ;

-уравнение прямой, проходящей через 3 точки

, , ,

Уравнение рабочей лини связывает составы и энтальпии встречных потоков флегмы и паров.

При заданном составе остатка положение полюса Р’ зависит от тепла . При ↑ →Р= , а при → = .

т.g и G характеризуют составы и энтальпии встречных неравновесных потоков, относящихся к одному произвольному сечению. Каждому сечению соответствует своя рабочая линия.

Полюс соответствует режиму минимального орошения → ЧТТ → , а пары, поднимающиеся из нижней части колонны, находятся в равновесии с жидкостью, стекающей в нижнюю часть колонны.

 

44Построение рабочих линий на диаграмме Х-У при помощи энтальпийной диаграммы

Режим минимального орошения

;

-нормальная ректификация.

-наступает момент мin орошения.

; D( , ) L ( , )

W ( , ) M( , , y=1 )

Режим полного орошения

При бесконечном флегмовом и паровом числах рабочие линии обеих частей колонны сливаются с диагональю диаграммы х-у. В этом случае, как следует из уравнения рабочей линии, составы потоков паров и жидкости, являющиеся встречными на одном уровне, для любого сечения колонны будут равны: х_n+1=y_n, а число тарелок будет мин и равным N_мин.

Такой режим работы колонны можно представить двояко:

1.колонна работает с отбором ректификата D, остатка W и с подачей сырья F=D+W при потоках флегмы g и паров G, стремящихся к бесконечности(режим бесконечной флегмы).

2.колонна работает без отбора продуктов: D=0, W=0 и F=D+W=0, но с заданными подводом тепла Q_B в кипятильнике и с отводом тепла Q_d в конденсаторе,т.е. в этом случае встречные потоки пара и жидкости равны и определяются теплоподводом в кипятильник(режим полного орошения).

В первом случае колонна должна иметь бесконечно большое поперечное сечение, во втором поперечное сечение аппарата определяется потоками паров и флегмы.

Пар состава y_w^*, уходящий из кипятильника, находится в равновесии с жид остатком состава x_w, те они связаны урав. равновесия:

. для любых двух смежных тарелок справедливо х_n+1=y_nи поэтому:

.

 

Графическое определение числа тт на диаграмме Х-У