Тема курсовой работы: РАСЧЕТ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТ

В ректификационном аппарате
непрерывного действия с колпачковыми тарелками происходит разделение
водно-спиртовой смеси. Подведение пара – через поверхность теплообмена.
Абсолютное давление в колонне – 100 кПа.

Исходные данные:

Расход водно-спиртовой смеси
М= 2500 кг/ч = 0,694кг/с;

Массовая концентрация спирта
в смеси а_f = 22 %;

Массовая концентрация спирта
в дистилляте а_D = 91 %;

Массовая концентрация спирта
в кубовом остатке a_W = 2,5 %;

Коэффициент избытка флегмы β = 2,5;

Расстояние между тарелками h = 400 мм.

Необходимо рассчитать:

внутренний диаметр аппарата,
м;

высоту рабочей части
(количество действительных тарелок), ед.;

расход греющего пара, кг/с.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Материальный баланс процесса ректификации состоит из двух уравнений и необходим для определения расходов дистиллята и кубового остатка. На основе закона сохранения массы материальный баланс по всему количеству веществ и по легколетучему компоненту (л.л.к.), имеет вид:
M = D+W (1.1)
где, М - массовый исход по исходной смеси, кг/с; D - массовый исход по дистилляту, кг/с; W - массовый исход по кубовому остатку, кг/с.
Уравнение материального баланса по легколетучему компоненту:
M*af = D*aD+W*aw (1.2)
где, xf -массовая доля легколетучего компонента в смеси питания % масс.; xD - массовая доля легколетучего компонента в дистилляте, % масс.; xw -массовая доля легколетучего компонента в кубе, % масс.
1. Из материального баланса (формулы 1.1 и 1.2) определим расход дистиллята (D) и кубового остатка (W) в кг/с:
W=(М*(a_D-a_f))/(a_D-a_w )=(0,694*(91-22))/(91-2,5)=0,541 кг/с;
D = M - W = 0,694-0,153 = 15,3*10-2 кг/с.
2. Массовый расход спирта (Rсп, кг/с) и воды в кубовом остатке (Rв, кг/с) определяется:
Rсп = W*a_W/100 = 0,541*2,5/100 = 13,53*10-3 кг/с;
Rв = W-Rсп = 0,541 - 13,53*10-3 = 0,527 кг/с.
Аналогично рассчитывается массовый расход воды и спирта в исходной смеси и дистилляте.
3. Для практических расчетов процесса ректификации пользуются составом жидкости и пара, выраженным в молярных долях и в молярных