Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Тепловой баланс процесса






Проведение процесса ректификации связано с обменом тепловой энергией между контактирующими паровой и жидкой фазами. Без учета теплопотерь в окружающую среду все подведенное в колонну тепло – с сырьем (QF), и в низ колонны через кипятильник (QВ) – отводится из колонны парами ректификата (QD), жидким остатком (QW) и потоком хладагента (Qd) на верху колонны.

Уравнение теплового баланса:

QF + QB = QD + QW + Qd. (1.32)

Определяем составляющие уравнения (1.32).

Тепло, поступающее с сырьем:

(1.33)

где F = кг/с – массовый расход сырья;

tF = °С - температура ввода сырья;

- массовая доля отгона;

сF – теплоемкость жидкой фазы сырья, кДж/кг;

qF – теплота испарения сырья, кДж/кг.

Массовую долю отгона сырья определим по уравнению:

(1.34)

где е = 0, 5 – заданная мольная доля отгона сырья;

Мср.F = кг/кмоль – средняя мольная масса исходной смеси;

кг/кмоль – средняя мольная масса паровой фазы сырья.

 

Удельную теплоемкость жидкой фазы сырья определим по формуле:

кДж/(кг× К), (1.35)

где с1, с2, с3 кДж/(кг× °С)–удельные теплоемкости компонентов при температуре сырья.

 

Аналогично, теплота испарения смеси:

кДж/кг, (1.36)

где q1, q2, q3 кДж/кг – удельные теплоты испарения компонентов.

Определяем тепло кипятильника по формуле:

, (1.37)

где S = рабочее паровое число;

W = кг/с – массовый выход остатка;

qW – удельная теплота испарения остатка, кДж/кг.

 

Удельную теплоту испарения остатка определим по правилу смешения:

кДж/кг

где q1, q2, q3 – удельные теплоты испарения компонентов при температуре остатка tн.

 

Количество теплоты, отводимое с дистиллятом:

(1.38)

где D = кг/с – массовый выход дистиллята;

tD = °C – температура дистиллята (верха колонны);

сD – удельная теплоемкость дистиллята, кДж/(кг× °С).

 

Аналогично формуле (1.35):

кДж/(кг× °С)

где с1, с2, с3 -удельные теплоемкости компонентов при tв.

 

Количество теплоты, отводимое с остатком, по формуле:

(1.39)

где tW = °C – температура остатка (низа колонны);

сW – удельная теплоемкость остатка, кДж/(кг× °С).

 

По формуле (1.35):

кДж/(кг× °С)

где с1, с2, с3 -удельные теплоемкости компонентов при tW.

 

Количество теплоты, уносимое хладагентом на верху колонны, определим по формуле

(1.40)

где R = – рабочее флегмовое число;

qD – теплота конденсации дистиллята, кДж/кг.

 

По формуле (1.35):

где q1, q2, q3– удельные теплоты конденсации компонентов при температуре конденсации tD.

 

Проверяем тепловой баланс процесса по уравнению (1.32):

Находим несходимость теплового баланса

Результаты расчета сводим в таблицу.

 

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.