 |
28. Устройство и принципы работы абсорберов. Тарельчатые абсорберы.
|
|
|
|
28. Устройство и принципы работы абсорберов. Тарельчатые абсорберы.
Тарельчатые абсорберы обычно представляют собой вертикальные цилиндры-колонны, внутри которых на определенном расстоянии друг от друга по высоте колонны размещаются горизонтальные перегородки - тарелки. Тарелки служат для развития поверхности контакта фаз при направленном движении этих фаз (жидкость течет сверху вниз, а газ проходит снизу вверх) и многократном взаимодействии жидкости и газа. Таким образом, процесс массопереноса в тарельчатых колоннах осуществляется в основном в газожидкостных системах, создаваемых на тарелках, поэтому в таких аппаратах процесс проходит ступенчато.
Тарельчатые колонны со сливными устройствами. В этих колоннах перелив жидкости с тарелки на тарелку осуществляется при помощи специальных устройств –– сливных трубок, карманов и т. п. Нижние колонны трубок погружены в стакан на нижерасположенных тарелках и образуют гидравлические затворы, исключающие возможность прохождение газа через сливное устройство.
Принцип работы: жидкость поступает на верхнюю тарелку 1, сливается с тарелки на тарелку через переливные устройства 2 и удаляются из нижней части колонны. Газ поступает в нижнюю часть аппарата проходит последовательно сквозь отверстия или колпачки каждой тарелки. При этом газ распределяется в виде пузырьков и струй в слое жидкости на тарелке, образуя на ней слой пены, являющийся основной областью массообмена и теплообмена на тарелке. Отработанный газ удаляется сверху колонны.
Типы: ситчатые, колпачковые.
Режимы: пызурьковый, пенный, струйный.
29. Перегонка жидкостей. Равновесие в двухкомпонентных парожидкостных системах
|
|
|
Простая перегонка(дистилляция) процесс однократного частично испарения смеси и конденации образ. паров.
Простую перегонку принимают для разделения смесей летучести компон. которой существует различ-ны
Ректификация - наиболее полное разделение жидких смесей. Процесс заключается многократном взаимодействии паров жидкой флегмы при конденсации паров.
Равновесии в системах пар-жидкость
Закон Рауля:
-парциальное давление
-давление насыщенных паров компонента А
-концентрация низкокипящего компонента (НК) в жидкости
)
По закону Дальтона 
YA-равновес НК в газовой фазе
Неидеальные растворы – отклонено от закона Рауля
30. Простая перегонка (дистилляция): однократная, фракционная
однократная дистилляция
W, 
F( 
)
F – расход исходной смеси
– конде-я НК в исход смеси
- кон-ция НК дистиллята
- расход дистиллята
W- расход кубовой жид-ти
- конц низкокипящ НКв кубовой ж-т
Мат баланс:
Фракционная дистилляция
F, XF
1 2 3
Xd(t1) Xd(t2) Xd(t3)
W, Xw
Поскольку состав дистял изменяется при переод процесса с течением времени, то средние составы в каждом сборнике будут отличены друг от друга
f 
31. Непрерывная ректификация: схема установки, материальный баланс, рабочие линии, выбор флегмового числа.
Схема установки непрерывной ректификации:
|
|
|
1 - ректификационная колонна; 2 - дефлегматор; 3 - холодильник дистиллята; 4 - холодильник кубового остатка; 5 - кипятильник кубового остатка; 6 -
подогреватель исходной смеси; 7 - делитель флегмы; 8 - делитель кубового остатка; 9 - сборник кубового остатка;
10 - сборник дистиллята
Уравнения материального баланса ректификационной колонны непрерывного действия, учитывающее количество поступающих и уходящих потоков, имеет следующий вид: F = P + W (1). где F - количество поступающей на разделение смеси, кг/с; P - массовый расход дистиллята, кг/с.
При получении уравнений рабочей линии процесса периодической ректификации обычно принимают ряд допущений:
1. Мольные теплоты испарения компонентов при одинаковой
температуре равны и тепловыми эффектами смешения можно пренебречь, т. е. при конденсации одного моля труднолетучего компонента испаряется один моль легколетучего, что
обеспечивает постоянство мольных расходов пара и жидкости по высоте колонны.
2. Дефлегматор работает как полный конденсатор, т. е.
D Ф D
y = x = x.
3. Куб-испаритель работает как частичный испаритель, и состав пара, поднимающегося из него, равновесен с составом кубовой жидкости, т. е. y = y * x t W W ( ( )).
Первые два допущения применимы для процесса непрерывной
ректификации, а последнее – не применимо, так как в этом случае используют выносной кипятильник, допуская, что он работает как полный испаритель, т. е. y = x W W.
Допущение о постоянстве мольных расходов пара и жидкости
по высоте колонны позволяет получить уравнение рабочей линии в
виде прямой, выразив составы фаз в мольных долях легколетучего
компонента:
D R x
y = x +
R + 1 R + 1
Это уравнение идентично уравнению рабочей линии верхней
части ректификационной колонны непрерывного действия.
при постоянном флегмовом числе R=const, где R = Фɺ ɺ D - отношение расхода флегмы к расходу дистиллята
|
|
|
