Ректификациялаш аппаратини лойихалаш G=2000 кг/соат

5. Uzluksiz ishlaydigan rektifikastion kolonnaning issiqlik balansi

Bu turdagi qurilmalarning issiqlik balansi quyidagi tenglik bilan ifodalanadi .

bu erda Q₁ - kubdagi issiqlik sarfi, J/soat; c_f, c_d, s_w – boshlang`ich eritma, distillyat va kub qoldiqlarining solishtirma issiqlik sig`imi, J/(kgK); t_f, t_d, t_w - boshlang`ich eritma, distillyat va kub qoldiqlarining temperaturalari, K; r<sub>d</sub> - distillyatning bug` hosil qilish issiqligi, J/ kg; Q<sub>yo`q</sub> - atrof muHitga issiqlikning yo`qotilishi, J/soat.

Rektifikastion kolonna kubidagi issiqlik sarfini (5.135) tenglamadan topamiz:

Agar, qaynatgich suv bug`i bilan isitilayotgan bo`lsa, jarayonni o`tkazish uchun sarflanayotgan bug` sarfi ushbu tenglamadan aniqlanadi:

bu erda i, i - suv bug`i va kondensatning entalpiyalari, kJ/kg.

Ishchi chiziqni u – x diagrammada tasvirlash. Eritma tarkibini xarakterlovchi x_w, x_f, x_d konstentrastiya qiymatlari absstissa o`qiga quyiladi (5.40-rasm). Agar, x<sub>d</sub> = u<sub>d</sub> ekanligini hisobga olsak, x<sub>d</sub> nuqtadan perpendikulyar chiqarib, diagonal chiziq bilan kesishgan, koordinatlari x<sub>d</sub> = u<sub>d</sub> bo`lgan, A nuqtasi topiladi.
Flegma soni R ma’lum bo`lsa, V = x<sub>d</sub>/(R+1) kesma aniqlanadi va u diagrammaning ordinata o`qiga qo`yiladi. So`ng, V kesmaning uchi bo`lmish nuqta b va A lar birlashtiriladi. Boshlangich eritma konstentrastiyasiga oid x<sub>f</sub> nuqtasidan Ab chizig`i bilan V nuqtada kesishguncha vertikal chiziq o`tkaziladi. AV to`g`ri chiziq kolonna yuqori qismining ishchi chizig`ini ifodalaydi. Keyin, x_w nuqtasidan perpendikulyar chiqarilib, diagonal bilan kesishgan S nuqtani topamiz. S va V nuqtalarni birlashtirib, kolonna pastki qismining ishchi chizig`ini topamiz. Diagrammadan ko`rinib turibdiki, V nuqta ikkala ishchi chiziq uchun umumiy bo`lib, ta’minlovchi tarelkadagi bug` va suyuqlikning ishchi konstentrastiyalarini xarakterlaydi.
Eritma konstentrastiyalari x_w, x_f, x_d bo`lganda, ishchi chiziqning holati kesma V ning qiymatiga bog`liq. ¤z navbatida V kesma ishchi flegma soni R ning kattaligi bilan aniqlanadi. Agar, flegma soni kamaysa, kesma V ning qiymati ortadi. Bunda ishchi va muvozanat chiziqlarining V₁ nuqtasida kesishganda, ishchi chiziq o`zining maksimal yuqori holati - Ab ga intiladi. Ushbu nuqtada jarayonni harakatga keltiruvchi kuchi u=u<sub>m</sub> - u=0 bo`ladi. Demak, rektifikastion kolonnaning fazalar to`qnashish yuzasi cheksiz katta bo`lishi kerak.
Haqiqatan ham, bunday holatda konstentrastiyalar o`zgarishining nazariy pog`onalar soni cheksiz bo`ladi va eritmani faqat cheksiz balandlikka ega shartli kolonnada ajratish mumkin. Lekin, isituvchi bug` va kolonna diametri minimal ko`rsatkichli bo`ladi. Albatta, bunday sharoitda flegma soni ham minimal bo`ladi va uni ushbu tenglamadan aniqlash mumkin:

Ishchi chizig`ining quyi chegaraviy holatiga cheksiz katta flegma soni to`g`ri keladi va u grafikda V=0 kesma bilan ifodalanadi. Bu holda ikkala ishchi chiziq diagonal bilan ustma-ust tushadi. Cheksiz katta flegma soniga maksimal harakatga keltiruvchi kuch u<sub>min</sub> = u<sub>m</sub>-u va o`z navbatida konstentrastiya o`zgarish nazariy pogonalarining minimal soni va kolonnaning minimal soni, hamda kolonnaning minimal balandligi to`g`ri keladi. Lekin, kolonnadagi bug`, qaynatgichdagi isituvchi bug`, deflegmatordagi sovuq suv sarfi va qurilma diametri maksimal bo`ladi.