βх = βxF · |
ρх |
= 0,013 · |
957,7 |
= 0,56 |
кмоль |
|
|||||
Мв |
22,4 |
|
|
м2 · с |
|
||||||
βу = βy |
|
· |
|
у = 1,7 · |
0,87 = 0,058 кмоль |
|
|||||
|
F |
|
Мв′" |
25,64 |
|
м2 · с |
|
||||
Для нижней части колонны: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
βх |
= 0,017 |
· 902,2 |
= 0,37 |
кмоль |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
42 |
|
|
м2 · с |
|
|
|
|
βу |
= 1,73 · |
|
1,62 = 0,062 кмоль |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
45,2 |
|
м2 · с |
|
1.5.4. Расчет коэффициентов массопередачи
Коэффициент распределения m определяется как тангенс угла наклона касательной, проведенной к точке в вышеуказанном интервале:
m = y − y* x − x*
Коэффициент массопередачи находим по формуле:
Кyf = |
1 |
|
|
β1 + |
βm |
||
|
y |
|
x |
Общее число единиц переноса на тарелку |
oy находим по уравнению: |
||
noy = KyF · M′"/(wТ · ρy)
Далее, по формуле определим локальную эффективность Еу
Еу = 1 − e оу
Фактор массопередачи:
Для верхней части колонны:
λ = m(R + 1) = 0,25(3,57 + 1) = 0,32
R 3,37
Для нижней части колонны:
22
|
|
|
|
|
λ = |
m(P(R + 1) − Fφ) |
= 2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
PR + F(1 − φ) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Долю байпасирующей жидкости θ определим по экспериментальной |
|
||||||||||
з |
а |
в |
и |
с |
и |
м |
о |
с |
т |
и |
: |
Рис. 1.5 Зависимость доли байпасирующего потока жидкости от фактора скорости
Для верхней части колонны:
F = 2,19 · 1,62 = 2,79 θ = 0,25
Для нижней части колонны:
F = 01,92 · 0,87 = 1,79 θ = 0,1
1.5.5. Расчет КПД тарелок по Мэрфри
Межтарельчатый унос был определен выше и может быть принят как
0,0078 кг и 0,0028 кг .
Подставляя в уравнения вычисленные значения m; E Y; θ; S; e определим КПД по Мэрфри:
B = |
λ · (Ey + me |
) |
|
= |
|
13 · (0,13 + 0,002811 |
) |
|
= 4,79 |
|||
− θ)(1 + |
e λ |
) |
|
− 0,1)(1 + |
0,0027 |
· 13 |
) |
|||||
(1 |
|
(1 |
|
|||||||||
|
m· |
|
11 |
|
|
|
||||||
23
|
Ey |
[(1 + |
B |
|
S |
− 1] |
0,13 |
|
4,79 |
) |
5 |
||
EMY" = |
B |
S ) |
|
= 4,79 |
[(1 + 5 |
− 1]= 1,97 |
|||||||
|
EMY′" = |
|
EMY" |
E |
|
= |
|
1,97 |
= 0,51 |
||||
|
|
λ |
· |
θ |
" |
|
13 · 0,1 · 1,97 |
||||||
|
|
1 + |
|
· |
|
1 + |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
MY |
|
|
|
||||
|
|
|
(1 − θ) |
(1 − 0,1) |
|
|
|||||||
EMY = |
EMY′" |
EMY |
|||
e |
· |
λ |
· |
||
1 + |
|
|
′" |
||
[m(1 − θ)] |
|||||
= |
0,51 |
= 0,51 |
0,0028 · 13 · 0,51 |
||
1 + |
[11(1 − 0,1)] |
|
Зная эффективность по Мэрфри, можно определить концентрацию легколетучего компонента в паре на выходе из тарелки по соотношению:
yK = yH + EMY(y* − yH) = 0 + 0,51(0 − 0) = 0
Сведем полученные результаты в таблицу
Взяв значения из таблицы x и y k, наносим на диаграмму Х - У точки, по которым проводим кинетическую линию. Построением ступеней между рабочей и кинетической линиями в интервалах концентраций от х W до х F определим число действительных тарелок для нижней (исчерпывающей) части N H = 4 и в интервалах от х F до хP – число действительных тарелок для верхней (укрепляющей) части колонны N В = 36 тар.
Из большого гидравлического сопротивления увеличим число тарелок в верхней части колонны: N В = 39 тар.
Общее число действительных тарелок: NОБЩ = NН + NВ = 4 + 39 = 43
24