Физические методы переработки и использования газа: Учебное пособие, страница 37

последовательно от верхней тарелки к нижней, полу­чим для первой тарелки (п =1 и /о = О)

v_i3 = v_a(l +A_t),

81

для второй тарелки (я = 2)

Чз = v_a (1 + A_t + i4|g) и, наконец, для последней тарелки (n =

ViN+i = v_a (1 + A_t + . . или

"    A_t-I

Записывая коэффициент извлечения    компонента в виде ф.=:     ^VW+1~^Vi,            -            (IV. 16)

получим основное уравнение процесса абсорбции (урав­нение Кремсера)

Рассматривая таким же образом процесс десорбции компонентов инертным газом, получим аналогичный вид основного расчетного уравнения

 _ С

г^{1        (1УЛ8)}

в котором степень десорбции компонентов ф_г-# связана с числом теоретических тарелок N в аппарате и фактором отпарки   °i — ~—•

Коэффициент извлечения ф_г-^ и определяется выра­жением

ho — ¹Ш+\

Зависимость ф_г- от Л_г- (или от 5^) и Af по уравнениям (IV.17) и (IV.11) представлена графически на рис. IV.6.

На основе метода характеристических температур может быть рассчитана также абсорбционно-отпарная колонна (АОК). В дополнение к приведенным уравне­ниям при расчете АОК используют уравнение матери82

откуда при заданных значениях концентраций легколе­тучего компонента в дистилляте и остатке x_D и xw можно найти выход продуктов

R-^llLZ^L.                                                (IV.22)

X       X

Уравнение общего теплового баланса колонны имеет вид

FH_P = DH_D ■+ WH_W + Qa — Qb,         (IV.23)

где Qd — теплота конденсации   верхнего   продукта  и орошения; Q& — теплота кипятильника.

Число теоретических тарелок обычно находят при помощи уравнения фазового равновесия, например уравнения (IV. 12) и уравнений рабочих линий, которые для укрепляющей и отгонной частей колонны имеют соответственно такой вид

Решая данные уравнения совместно с аналогичными уравнениями общего материала баланса а также обозначая соотношение потоков в концентраци­онной <Pi = LjG и в отгонной 0₂=(L + /⁷)/G части, по­лучим:

Уп-i = Ф_гх_п +(1 — Ф_г) x_D;

у_т_₁ — Ф₂х_т + (1 —Ф₂)Х]&.                                                         (IV.24)

Вместо соотношения потоков Ф\ часто   используют флегмовое число R — LfD и вместо Фц — отпарное число

D

U—GIW-. Ф\ и R связаны соотношениемФ_х = а Фг и U — соотношением   Ф₂=———. Отметим,   что если величина Ф\ изменяется в пределах от нуля до еди­ницы, то значение флегмового числа изменяется от ну­ля до бесконечности.

84

На графике (у—х) (рис. IV.7) уравнение фазового равновесия (V.12) изобра­жается в виде кривой 1, а уравнения рабочих линий при допущении о постоянст­ве потоков пара и жидкости по высоте колонны изобра­жаются отрезками прямых 2 и 3. Рабочая линия кон­центрационной части колон­ны проходит через точку А с координатами на диагона­ли диаграммы x = x_D и через точку В с координатой # = 0 и у=(1—Ф)хв. Если сырье подается в колонну при температуре кипения, то пря­мые 1 и 3 пересекаются в точке   С  с абсциссой x = x_F.