Бакластов А.М. Проектирование, монтаж и эксплуатация теплоиспользующих установок. Страница 134

Для упрощения анализа тепло- и массообмена в ректификационной колонне принято делать следующие допущения:

1. Исходная жидкая смесь нагревается предварительно до температуры кипения, т. е. в колонне тепло на нагрев смеси не расходуется.

2. Молярные теплоты испарения обоих компонентов одинаковы (г =г ), что не дает существенной ошиб-

"A ^B

ки при расчете в молярных величинах. Таким образом, считают, что при конденсации каждый кг-моль пара испаряет такое же количество жидкости, вследствие чего количества поднимающегося пара и стекающей жидкости по высоте колонны не изменяются, а изменяется только их состав.

3. Концентрация уходящего из ректификационной колонны пара равна концентрации дистиллята (уа=ха)-

4. При испарении жидкости в кубе не происходит изменения ее состава, т. е. концентрация образующихся паров равна концентрации кубового остатка (yw=xw).

Приняв в основу равенство количеств конденсирующихся паров и испаряющейся жидкости в колонне, материальный баланс ректификационной колонны для низкокипящего компонента можно выразить равенствами:

для нижнеи колонны

Заменив по допущению (3) уа на ха, перепишем равенство (5-12) в виде

откуда

где

для верхней колонны

На участке верхней колонны от произвольного сечения с концентрациями х в жидкости и у в паре до выходного сечения с концентрациями соответственно Xa и у а изменение концентрации флегмы (ха — х) и изменение концентрации паров (уа — у) выразится уравнением

при выбранных для расчета значениях R и Xd — постоянные коэффициенты.

На участке от произвольного сечения нижней колонны с концентрациями х и у до ее низа изменение концентрации выразим равенством [по уравнению (5-11)]

Как известно, уравнения (5-13) и (5-14) называют уравнениями линий рабочих концентраций для верхней (укрепляющей) и нижней (исчерпывающей) частей ректификационной колонны.