Rektifikatsiya jarayonining moddiy va issiqlik balanslari
Jarayonning prinsipial sxemasi asosida rektifikatsiyaning moddiy va issiqlik balanslari tuziladi (10.9-rasm). rektifikatsion kolonnaga uzatilgan boshlang’ich eritma distillyat va kub qoldig’iga ajratiladi.
Kolonnadan chiqayitgan bug’lar deflegmator 4 da kondensatsiyalanadi va ajratuvchi idish 3 ga tushadi. Bu yerda suyuqlik ikki qismga, ya’ni flegma Φ va distillyatga ajratiladi. Flegma kolonnada purkatilish uchun yo’naltiriladi.
Jarayon moddiy balansi ushbu ko’rinishga ega:
(10.8)
Kolonnadan chiqayotgan bug’lar deflegmator 4 da kondensatsiyalanadi va ajratuvchi idish 3 ga tushadi. Bu yerda suyuqlik ikki qismga, ya’ni flegma Ф va distillyatga ajratiladi. Flegma kolonnada purkatilish uchun yo’naltiriladi.
Jarayon moddiy balansi ushbu ko’rinishga ega:
(10.9)
Yengil uchuvchan komponent bo’yicha esa:
(10.10)
bu yerda Gf, Gd, Gw – boshlang’ich eritma, distillyat va kub qoldig’I massalari, kmol; xf, xd, xw – boshlang’ich eritma, distillyat va kub qoldiqlaridagi yengil uchuvchan komponentning konsentratsiyalari, mol ulushlar.
(10.9) va (10.10) tenglamalardan distillyat va kub qoldig’ining massalari aniqlanadi:
(10.11)
(10.12)
Boshlang’ich eritma, kub qoldig’i va flegmalarning 1 kmol distillyatga nisbat-larini quyidagicha belgilab olamiz:
Flegma miqdorining distillyat miqdoriga nisbati flegma soni deb nomlanadi.
Rektifikatsion kolonnaning ta’minlash tarelkasi uni 2 ga ajratadi: yuqori va pastgi qismlarga.
Umumiy tenglama asosida kolonnaning yuqori va pastki qismlari uchun moddiy balans tenglamalarini tuzamiz:
(10.13)
bu yerda L == R·Gd – kolonna yuqori qismida oqib tushayotgan suyuqlik miqdori.
Kolonna bo’ylab yuqoriga ko’tarilayotgan bug’ miqdori:
(10.14)
Kolonnaning yuqori qismi uchun:
(10.15)
Pastki qismi uchun:
(10.16)
Konsentratsiyalari x, y bo’lgan kolonna yuqori qismining istalgan ko’ndalang kesimi va konsentratsiyalari xd, yd bo’lgan kolonnaning yuqori qismi uchun (10.15) tenglamani yozamiz: (xd = yd deb qabul qilingan holda).
Bundan
(10.17)
Konsentratsiyasi x, y bo’lgan kolonnaning pastki qismi va konsentratsiyalari xw, yw bo’lgan kubning istalgan ko’ndalang kesimi uchun, xw = yw ni hisobga olib (10.16) tenglamani yozamiz:
yoki
(10.18)
Ko’rinib turibdiki, (10.17) va (10.18) tenglamalar to’g’ri chiziqni ifodalaydi. (10.17) tenglamadagi R/(R+1) = tgα – ishchi chiziqning abssissa o’qiga og’ish burchagi tangensi xd/(R+1) = B chiziq y – x diagramma ordinata o’qida ajratgan kesmasi (10.10-rasm).
|
