Тепловой баланс ректификационной колонны

Для колонны непрерывного действия:

Приход тепла:

1)с теплоносителем в кипятильнике Qкип.

2) с исходной смесью.

3) с флегмой.

Расход тепла:

• 1)с парами в дефлегматоре QG=GJ, Jэнтальпия паров из колонны
• 2)с остатком энтальпия остатка.
• 3) потери в окружающую среду.

Тогда уравнение теплового баланса:

.

подставим F=P+W; Ф=RP, G=P (R+1), получим.

.

из этого уравнения можно найти тепловую нагрузку на кипятильник.

.

Количество тепла отнимаемого в дефлегматоре при полной конденсации паров.

.

При конденсации паров, соответствующих количеству флегмы.

Ректификация многокомпонентных смесей

Задача разделения многокомпонентных смесей на практике встречается гораздо чаще, чем бинарных. Можно сказать, что это основной процесс ректификации в производстве. В отличие от бинарных систем, которые имеют 2 степени свободы, многокомпонентная система имеет число степеней свободы = числу компонентов системы. Отсюда сложность анализа и расчета ректификации многокомпонентной системы. Рассмотрим принципиальные схемы ректификации многокомпонентных смесей.

Пусть смесь состоит из компонентов A, B, C. .

• 1-ая схема: Компонент, А выделяется в виде дистиллята, смесь ВС поступает на разделение во вторую колонну; компонент В как более низкокипящий выделяется в виде дистиллята; Св остаток.
• 2-я схема: В 1-й колонне компонент С, как более высококипящий выделяется в остаток. Смесь АВ выделяется в виде дистиллята; после конденсации поступает на разделение во вторую колонну, где разделяется на дистиллятА и остаток В. Вывод:

При многокомпонентной ректификации усложняется аппаратное оформление. Многокомпонентную смесь нельзя разделить в одной колонне. Для разделения nкомпонентов смеси потребуется (n-1) колонна.

Существует множество приближенных методов расчета многокомпонентной ректификации. В настоящее время в связи с развитием ЭВМ приближенные методы утрачивают свое значение, однако постановка задачи в ее традиционной форме, которая заключается в попытке совместного решения уравнений материального и энергетического баланса, уравнений фазового равновесия и кинетики массообмена с учетом структуры потоков в аппарате требует огромных затрат машинного времени. В последнее время получили свое развитие методы, основанные на методе сопряженного физического и математического моделирования, которые интенсивно развиваются на кафедре ПАХТ КГТУ.