Таким образом, все величины, входящие в уравнение (4), будут известны. Проверка сходимости правой и левой частей уравнения позволяет ответить на вопрос, насколько точно были замерены величины расходов потоков и значения их концентраций при испытании установки. Допускаемое расхождение между правой и левой частями не должно превысить 3 %.
4. Определение числа теоретических тарелок производится графическим путем с помощью диаграммы х – у (рис. 3, а, б) для азотно-кислород-ной смеси. Построение диаграммы х – у для р = рбар производится по данным фазового равновесия бинарной смеси O2 – N2, приведенным в литературе [4, 5, 6].
В области диаграммы х – у, где х ≈ 1 и у ≈ 1 (см. рис. 3, а), трудно обеспечить необходимую точность при графическом построении числа теоретических тарелок, так как при этом линия рабочих концентраций укрепляющей части ректификационной колонны обычно располагается слишком близко от кривой равновесных концентраций ур = f (x).
Для повышения точности построения теоретических тарелок в вышеуказанной области целесообразно произвести построение части диаграммы в более крупном масштабе для интервала x и y от 0,9 до 1,0 моль N2 /моль. Участок диаграммы в этих пределах показан на рис. 3, б. В этом случае на участке с малым изменением концентрации x функцию ур = f (x) можно заменить прямой линией ур = ах + в, проходящей через точку с координатами у = х = 1,0. Следовательно, в = 1 – а и ур = а (х – 1) + 1. Значение углового коэффициента равновесной линии может быть найдено исходя из равновесных составов пара и жидкости, принятых по данным [4, 5, 7]. В этом случае для х = 0,9 моль N2 /моль находятся значение ур и по вышепри-веденному уравнению рассчитывается величина а, а затем в координатах х – у строится равновесная кривая в пределах х = 0,9 моль N2 /моль (см. рис. 3, б).
Ректификационная колонна, применяемая для разделения воздуха в установке ЗИФ-702, схема которой показана на рис. 4, состоит из укрепляющей и исчерпывающей частей.
Линии рабочих концентраций (рабочие линии) для каждой части колонны выражаются следующими зависимостями:
– для укрепляющей части
у = 
; (5)
– для исчерпывающей части
у1
= 
, (6)
где nр – рабочее флегмовое число укрепляющей части колонны, nр = g/Аж; х и у – текущие концентрации жидкости и пара в укрепляющей части колонны; х1 и у1 – текущие концентрации жидкости и пара в исчерпывающей части колонны; u = V/Аж.
Поскольку при выполнении
настоящей работы не ставится задача определения материальных потоков пара в
жидкости, проходящих в каждой части колонны, то значение nр не определяем, а принимаем по
данным [4], где nр = 1,19.
Принимая во внимание, что разделяемой смесью является воздух с ув
= 0,791 моль N2 /моль и nр = 1,19, используем уравнения
(5) и (6) для построения рабочих линий укрепляющей и исчерпывающей частей колонны
в х – у диаграмме. В области концентраций х > 0,9 моль
N2 /моль также наносится рабочая линия для
укрепляющей части колонны и производится построение теоретических тарелок,
которое далее продолжается на диаграмме х – у для значений х
и у от 0 до 1,0. Суммарное число теоретических тарелок колонны nт складывается из числа теоретических
тарелок, полученных для укрепляющей части колонны 
и ее
исчерпывающей части 
.
Рис. 3. Диаграмма х–у для смеси азот–кислород:
а – в пределах х и у от 0 до 1; б – в пределах х и у от 0,9 до 1
Рис. 4. Схема ректификационной колонны установки ЗИФ-72
5. На верхнем участке укрепляющей колонны, где значение х → 1,0 моль N2/моль и функцию ур = f(x) можно заменить прямой линией ур = а (х – 1)+1, число теоретических тарелок может быть рассчитано аналитическим путем [6]. Если интервал значений х принять от 0,9 до х= ха, то согласно [6],
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.