Большая техническая энциклопедия
2 7
A V W
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
МА МГ МЕ МЗ МИ МЛ ММ МН МО МУ МЫ МЯ

Метод - теоретическая тарелка

 
Метод теоретической тарелки применяется преимущественно для расчета тарельчатых аппаратов.
Метод теоретических тарелок позволяет, таким образом, для противоточных аппаратов обойти расчет самого диффузионного процесса: он заменяется расчетом равновесия, дополненным эмпирическими коэффициентами. Если известны коэффициенты переноса, то длину, эквивалентную одной теоретической тарелке, или коэффициент полезного действия можно рассчитать. В этом методе рассматривается нестационарный процесс диффузии для жидкой частицы за время ее пребывания на тарелке, без пользования понятием приведенной пленки. Для насадочных колонн успешно применяется стационарный метод расчета в приближении двойной пленки; при атом число теоретических тарелок выражается через число единиц переноса ( ЧЕП), которое, согласно формуле ( III, 38а), связано с критерием Стэнтона. Изложение этого вопроса можно найти в монографии Рамма [9], к которой и отсылаем интересующегося читателя.
Каскад из трех теоретических тарелок. Метод теоретической тарелки не может быть пока заменен в теории ректификации кинетическими зависимостями, количественно точно характеризующими массопередачу на практической тарелке. Однако в этом направлении ведется интенсивная исследовательская работа, п может быть в недалеком будущем удастся дополнить выводы термодинамической теории, не принимающей во внимание фактора времени, кинетическими зависимостями, учитывающими эту важную координату.
Метод теоретической тарелки применяется преимущественно для расчета тарельчатых абсорбционных аппаратов ( см. гл. III, раздел 3 Основным принципиальным недостатком этого метода следует считать то, что в его основу положено допущение об установлении на каждой тарелке равновесия; таким образом, не принимается во внимание кинетика процесса массообмена. Единственным оправданием применения этого метода является то, что процессы массообмена в тарельчатых колоннах еще недостаточно изучены, и в настоящее время невозможно предложить другой метод их расчета.
Метод теоретической тарелки иногда применяют и для расчета насадочных колонн. Эквивалентную высоту можно найти, рассматривая построение на Y, Х - диаграмме ( см. рис. 19) совместно с уравнением массообмена.
Метод теоретических тарелок позволяет, таким образом, для противоточных аппаратов обойти расчет самого диффузионного процесса: он заменяется расчетом равновесия, дополненным эмпирическими коэффициентами. Если известны коэффициенты переноса, то длину, эквивалентную одной теоретической тарелке, или коэффициент полезного действия можно рассчитать. В этом методе рассматривается нестационарный процесс диффузии для жидкой частицы за время ее пребывания на тарелке, без пользования понятием приведенной пленки. Для насадочных колонн успешно применяется стационарный метод расчета в приближении двойной пленки; при этом число теоретических тарелок выражается через число единиц переноса ( ЧЕП), которое, согласно формуле ( III, 38а), связано с критерием Стэнтона. Изложение этого вопроса можно найти в монографии Рамма [9], к которой и отсылаем интересующегося читателя.
Каскад ни трех теоретических тарелок. Метод теоретической тарелки не может быть пока заменен в теории ректификации кинетическими зависимостями, количественно точно характеризующими массопередачу па практической тарелке. Однако is этом направлении ведется интенсивная исследовательская работа, и может быть в недалеком будущем удастся дополнить выводы термодинамической теории, не принимающей во внимание фактора времени, кинетическими зависимостями, учитывающими эту важную координату.
Определение числа теоретических тарелок. Впоследствии метод теоретической тарелки был применен для расчета насадочных аппаратов ( стр. ВЭТТ); определение этой высоты связано с значительными трудностями и величина ее не постоянна по высоте аппарата.
Схема графического расчета процесса дестилляции бинарной смеси МНз - с помощью х-у диаграммы. Касаткин, метод теоретических тарелок можно применять лишь в тех случаях, когда кривая равновесия и рабочая линия представляют собой прямые линии.
Подобное допущение, называемое методом теоретической тарелки, не воспроизводит в точности действительной картины явления, протекающего в контактной ступени, ибо не учитывает кинетических особенностей процесса массообмена фаз на тарелке и основано на статическом представлении процесса.
Изображение процесса дестилляции в теплообменнике на треугольной диаграмме NH3 - COz - Н2О.
В связи с этим применение метода теоретических тарелок для расчета теплообменника не может быть рекомендовано. Это является хорошим доказательством справедливости критики этого метода, развитой А.
Графическое построение для определения числа теоретических тарелок при многокомпонентной абсорбции. Для построения рабочих линий можно применить метод теоретических тарелок [51 ], как указано на рис. 9.11. Данный рисунок похож на рис. 9.10, с той лишь разницей, что здесь добавлены ступени, используемые для расчета теоретических тарелок. Допустим, что нужно определить какую-либо рабочую линию.
Метод единичных объемов имеет формальное сходство с методом теоретической тарелки в том отношении, что абсорбционная колонна разбивается [205] на ряд элементов ( единичных объемов) с последующим определением числа этих элементов и эквивалентной высоты элемента.
Близким к статистическому методу описания динамики сорбции является метод теоретических тарелок, или послойный метод. Хроматографическую колонку рассматривают как совокупность некоторого числа элементарных конечных слоев сорбента, а сам процесс динамики сорбции - как прерывистый процесс сорбции из прерывисто передвигающейся от слоя к слою порции подвижной фазы. Метод теоретических тарелок был применен А.
Метод единиц переноса ( метод единич ных объемов) сходен с методом теоретической тарелки но в первом случае абсорбционная колонна разбивается на ряд элементов ( единиц переноса) с последующим определением их числа и эквивалентной высоты каждого. Оба метода имеют тот недостаток, что при расчете нельзя получить в явном виде зависимость необходимой поверхности абсорбции от заданной степени извлечения.
Хотя применение единиц переноса для расчета насадочной колонны часто более правомерно, чем метод теоретических тарелок, однако можно говорить о том, что данная насадочная колонна будет эквивалентна колонне, имеющей некоторое число теоретических тарелок. Действительно, если отношение наклона равновесной кривой к наклону рабочей линии тУ / L - l, то единица переноса и теоретическая тарелка становятся идентичными ( см. гл.
Нетрудно убедиться, что в случае параллельности рабочей линии и линии равновесия метод единичных объемов совпадает с методом теоретической тарелки.
Для суждения о направлении самопроизвольных процессов энергообмена и массообмена в отдельно взятой контактной ступени уместно рассмотреть на основе метода теоретической тарелки работу одной какой-нибудь тарелки.
Для суждения о направлении самопроизвольных процессов: пергообмеиа и массообмена в отдельно взятой контактной ступени следует рассмотреть ее работу на основе метода теоретической тарелки.
Для расчета колонн со ступенчатым ( на тарелках) и непрерывным ( на поверхности насадки) контактом жидкой и паровой фаз широко используют три метода: метод теоретических тарелок, метод числа единиц переноса, или кинетической кривой, и метод от тарелки к тарелке. Любой из них основан на совместном решении уравнений материального баланса и массопередачи с учетом фазового равновесия и применим как к бинарным, так и к многокомпонентным смесям.
На нефтегазовых заводах абсорбция и десорбция углеводородных газовых систем проводятся в тарельчатых колонных аппаратах - абсорберах и десорберах и поэтому в последующем изложении их анализ ведется на основе метода теоретической тарелки. Принимается, что каждая тарелка создает такое различие в составах перемешивающихся на ней фаз, которое отвечает условию их взаимного равновесия.
Известно несколько теорий хроматографического процесса. Существенное значение имеют метод теоретических тарелок и кинетическая теория.
Схема графического расчета процесса де-стилляции тройной смеси МИз-ССЬ. Следует иметь в виду, что в соответствии с выводами А. Касаткина [57] для возможности применения метода теоретических тарелок к расчету дестилляции тройной смеси необходимо, чтобы кривые yf ( x) и zf ( u) мало отличались от прямой линии.

В этом случае нельзя пользоваться методом теоретической тарелки, так как условия массопередачи в пенном аппарате существенно отличаются от таковых в тарельчатых колоннах.
Таким образом, в рассмотренном случае эквивалентные высоты теоретической тарелки и единичного объема равны. В остальных случаях метод единичных объемов заслуживает предпочтения перед методом теоретической тарелки.
Принципиальная схема абсорбционно-десорбционной установки. Для расчетов пользуются аналитически выведенными ypaBv нениями, которые связывают начальные и конечные концентрации любого компонента газовой смеси. Приведенные ниже уравнения выводятся путем анализа работы абсорберов и десорберов на основе метода теоретической тарелки. Принимается, что на каждой тарелке контактируемые фазы приводятся к условиям равновесия.
Принципиальная схема абсорбционно-десорбционной установки. Для расчетов пользуются аналитически выведенными уравнениями, которые связывают начальные и конечные концентрации любого компонента газовой смеси. Приведенные ниже уравнения выводятся путем анализа работы абсорберов и десорберов на основе метода теоретической тарелки. Принимается, что на каждой тарелке контактируемые фазы приводятся к условиям равновесия.
Принципиальная схема абсорбционно-десорбционной установки. Для расчетов пользуются аналитически выведенными нениями, которые связывают начальные и конечные концентрации любого компонента газовой смеси. Приведенные ниже урав-нения выводятся путем анализа работы абсорберов и десорберов на основе метода теоретической тарелки. Принимается, что на каждой тарелке контактируемые фазы приводятся к условиям равновесия.
Принципиальная схема абсорбционно-десорбционной установки. Для расчетов пользуются аналитически выведенными уравнениями, которые связывают начальные и конечные концентрации любого компонента газовой смеси. Приведенные ниже уравнения выводятся путем анализа работы абсорберов и десорберов на основе метода теоретической тарелки. Принимается, что на каждой тарелке контактируемые фазы приводятся к условиям равновесия.
Близким к статистическому методу описания динамики сорбции является метод теоретических тарелок, или послойный метод. Хроматографическую колонку рассматривают как совокупность некоторого числа элементарных конечных слоев сорбента, а сам процесс динамики сорбции - как прерывистый процесс сорбции из прерывисто передвигающейся от слоя к слою порции подвижной фазы. Метод теоретических тарелок был применен А.
Для расчета ректификационных и абсорбционных аппаратов со ступенчатым и непрерывным контактом фаз в настоящее время широко используются два принципиально различных метода, обоснование применения которых обычно дается на основе чисто внешних и формальных различий в осуществлении контакта фаз в аппарате. Такими методами расчета является метод ступеней контакта и единиц переноса. Первый метод в литературе не совсем удачно называют методом теоретических тарелок, а второй - методом чисел единиц переноса.
Схема ректификационной установки. Исходная смесь перед подачей в колонну подогревается до температуры кипения. В расчет входит определение расходов дистиллята, кубового остатка, флег-моного числа, греющего пара, охлаждающей воды и определение основных размеров колонны - D и Я. Определение числя тарелок выполнить: а) графически - методом теоретической тарелки; б) аналитически - методом от тарелки к тарелке - с помощью ЭВМ.
Диаграмма процесса, протекающего на теоретической тарелке.
Гипотеза теоретической тарелки не воспроизводит в точности действительной картины явления, протекающего в контактной ступени, ибо основана на статическом представлении процесса. Тем не менее эта концепция позволяет осуществить анализ и расчет процесса разделения исходной смеси в ректификационной колонне и получить достаточно близкую к действительности картину реального процесса, несмотря на наше неумение вполне компетентно и всесторонне исследовать сложные явления массо-передачи, происходящие на практической ступени контакта. Другим обоснованием целесообразности разработки термодинамической теории ректификации является установившийся, по-видимому, окончательно взгляд, согласно которому исследование и определение эффективности практических ступеней разделения оказывается, как правило, задачей менее трудной, чем непосредственное изучение диффузионной картины процесса ректификации в реальной колонне. Таким образом, термодинамическая теория ректификации является пока первой ступенью общей теории ректификации. Для суждения о направленности самопроизвольных процессов энергообмена и массообмена в отдельно взятой контактной ступени следует рассмотреть ее работу на основе метода теоретической тарелки.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2019
словарь online
электро бритва
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11