75Тепловой баланс в ректификационной колонне.

(5.128)

кипятильник пар из колонныисходная смеськубовый остатокфлегмапотери в окружающую среду

C учетом того, что

, имеем

(5.129)

r_ф = H_G – H_ф.

Здесь: - теплота испарения флегмы- теплота на испарение дистиллята,- теплота на обогрев кубового остаткаот температуры исходной смеси, до температуры остатка.

Расход греющего пара в кипятильнике

где r- теплота паробразования гр. пара.

Расход теплоты на ректификацию велик. Поэтому необходимо предусмотреть рекуперацию части тепла.

76. Тепловые депрессии в выпарных аппаратах.

В выпарном аппарате возникают температурные потери, снижающие разность температур между греющим паром и выпариваемым раствором. Они складываются из температурной депрессии гидростатической депрессиии гидравлической депрессии

Температурная депрессия равна разности между температурой кипения раствора и температурой кипения чистого растворителя при одинаковом давлении.

Значение зависит от природы растворенного вещества и растворителя, концентрации раствора и давления. Значение, полученное опытным путем, приводятся в справочной и специальной литературе. Если экспериментальные данные о величинахдля данного раствора отсутствует, то значение температурной депрессии могут быть приближено вычислены различными способами, причем должна быть известна либо одна температура кипения данного раствора при некотором давлении (по правилу Бабо), либо 2 температуры кипения раствора при 2 произвольно взятых давлениях ( по правилу Дюринга или уравнению Киреева).

Опытные значения температурной депрессии обычно приводятся при атмосферном давлении. Величину при любом давлении можно получить, пользуясь уравнением И.А.Тищенко:

^-2 (1)

Где - температурная депрессия при атмосферном давлении;T,r- температура кипения чистого растворителя и его теплота испарения при данном давлении.

Уравнение (1) применимо только к разбавленным растворам.

Депрессия обусловлена тем, что некоторая часть высоты кипятильных труб выпарного аппарата заполнена жидкостью, над которой находится паро-жидкостная эмульсия; содержания пара в ней резко возрастает по направлению к верхней кромке труб.

Назовем условно все содержимое кипятильных труб жидкостью. Вследствие гидростатического давления столба жидкости в трубах температуры кипения нижерасположенных слоев жидкости в них будет больше, чем темперутра кипения вышерасположенных. Повышение температуры кипения раствора, связанное с указанным гидростатическим эффектом, называется гидростатической депрессией. Гидростатическая депрессия наиболее существенна при работе аппатара под вакуумом.

Значение гидростатической депрессии не может быть точно расчитано ввиду того, что жидкость в трубах находится в движении, причем зависит от интенссивности циркуляции и изменяющейся плотности паро-жидкостной эмульсии, заполняющей большую часть высоты кипятильных труб. В первом приближении расчетавозможен на основе определения темперутары кипения в среднем поперечном сечении кипятильной трубы. Для этого находят давленияp в данном сечении, равное сумме давлений вторичного пара p_вт.п и гидростатического давления столба жидкости на середине высотыH трубы:

р=p_вт.п+=p_вт.п+

где - средняя плотность жидкости, заполняющей трубку

Допуская, что величина равна половине плотности чистого раствора (без присутствия пузырьков пара), то есть=_ж/2

р=p_вт.п+

По давлению с помощью таблиц насыщенного водянного пара находят температуру водыt_в, соответствующую данному давлению. Разность между темперутройt_в и температурой вторичного пара Т’ определяет гидростатическую депрессию

В связи с неточностью такого расчета, которым неучитывается движение ( циркуляция) раствора, значения обычно принимают по практическим данным.

Для вертикальных аппаратов с циркуляцией выпариваемого раствора может быть принята в пределах от 1 до 3.

Гидравлическая депрессия обусловлена гидравлическими сопротивлениями (трения и местными сопротивлениями), которые должен преодолеть вторичный пар при его движении главным образом через сепарационные устройство и паропроводы. Вызванная этим уменьшения давления вторичного пара приводит к некоторому снижению его температуры насыщения.

Повышение температуры кипения раствора, обусловленное гидравлической депрессией, обычно колеблется в пределах 0,5-1,5. В среднем величинадля единичного аппарата может быть принята равной 1. При расчете многокорпусных установок гидравлическую депрессию учитывают, принимая во внимание снижение давления вторичного пара только в паропроводах между корпусами.

Температура кипения раствора с учетом температурных потерь, обусловленных температурной и гидростатическойдепрессиями, составляет

t_к=T’++,гдеT’- температура вторичного пара.