Завдання. Скласти принципову схему і виконати тепловий, матеріальний і конструкторський розрахунки ректифікаційної колони безперервної дії для трьох варіантів насадок

Скласти принципову схему і виконати тепловий, матеріальний і конструкторський розрахунки ректифікаційної колони безперервної дії для трьох варіантів насадок (з ковпачками, із сітчастими тарілками та з насадкою із кілець Рашига розміром 25×25×3 мм) для розділення суміші етиловий спирт – вода.

Вихідні дані:

Кількість вихідної суміші G_F = 4000 кг/год; масовий вміст спирта у вихідній суміші ; в дистиляті ; у кубовому залишку ; температура початкової суміші ; температура води, що охолоджує дефлегматор і конденсатор на вході, , на виході ; тиск гріючої пари . У конденсаторі проходить конденсація та охолодження готового продукту до .

Суміш попередньо підігрівається кубовим залишком до , а потім водяною парою до температури кипіння розчину в колоні (за 1 ат).

Прийняти, що коефіцієнт надлишку флегми β дорівнює 2.

Зміст розрахункової частини:

1) визначити кількість дистиляту і кубового залишку;

2) визначити кількість тарілок, корисний об’єм насадки і розмір колони;

3) визначити витрату пари на підігрівання суміші в теплообміннику і на випаровування суміші, що розділяється, в колоні;

4) визначити витрату охолоджувальної води на дефлегматор і конденсатор;

5) виконати гідравлічний розрахунок тракта суміші, що розділяється;

6) за результатами розрахунку визначити основні розміри ректифікаційної колони (діаметр, висоту), розміри, кількість тарілок, ковпачків і висоту насадки із кілець Рашига;

7) визначити затрати тепла і витрату охолоджувальної води, а також виконати техніко-економічне порівняння даної ректифікаційної установки для трьох варіантів насадок.

Таблиця ІІІ.7

Рівноважні масові частки рідини (х, %) і пари (у, %) і температури кипіння ( ) подвійної суміші етиловий спирт – вода (за 760 мм рт. ст.)

х													Азео-тропна суміш
у		33,2	44,2	53,1	57,6	61,4	65,4	69,9	75,3	81,8	89,8		89,4
		90,5	86,5	83,2	81,7	80,8		79,4		78,6	78,4	78,4	78,15

Таблиця ІІІ.8