Основные уравнения модели - Математическое моделирование процесса ректификации

Модель содержит следующие уравнения.

Для тарелки i: (число тарелок равно N, нумерация тарелок - снизу вверх, куб считается нулевой тарелкой, дефлегматор - N + 1).

Схема потоков на тарелке i приведена на рис. 2.

схема потоков на тарелке i

Рис. 2. Схема потоков на тарелке i

Уравнение общего материального баланса i-й тарелки

, (4.9)

Где Gi-1 - поток пара, поступающего на тарелку i;

Li - поток жидкости, покидающей тарелку i;

Gi - поток пара, покидающего тарелку i;

Li+1 - поток жидкости, поступающей на тарелку i;

Fi - поток питания жидкостью, поступающего на тарелку i;

Ui - отбор жидкости с тарелки i.

Уравнение покомпонентного материального баланса

(4.10)

Где x, y - концентрации компонентов в жидкости и паре соответственно, мольные доли;

J - номер компонента.

Уравнение теплового баланса

(4.11)

Где Hy, T - энтальпия пара над тарелкой;

Hx, T - энтальпия жидкости на тарелке;

DHi - тепло, подаваемое или отводимое с тарелки.

Энтальпия смеси принимается как аддитивная функция энтальпий чистых компонентов:

(4.12)

Где hxj - энтальпия компонента j в жидкости;

Hyj - энтальпия компонента j в паре.

Энтальтии компонентов в паре вычисляются по формуле

, (4.13)

Где r - мольная теплота парообразования при стандартной температуре;

Т - температура, К;

A, b и c - константы.

Энтальпии компонентов в жидкости вычисляются по формуле

. (4.14)

Уравнение для расчета состава пара, покидающего тарелку i,

, (4.15)

Где - концентрация пара, равновесного жидкости, на тарелке i;

- концентрация пара над тарелкой i - 1;

I - кпд тарелки i.

Для куба

Схема потоков в кубе колонны приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема потоков в кубе колонны

Математический моделирование процесс ректификация

Уравнение общего материального баланса куба

. (4.16)

Уравнение покомпонентного материального баланса

. (4.17)

Уравнение теплового баланса

, (4.18)

Где dHk - количество тепла, подаваемого в куб колонны, Дж/с.

Концентрацию компонентов в паре принимают равной равновесной при температуре куба

.

Для дефлегматора

Схема потоков в кубе колонны приведена на рис. 4.

Рис. 4. Схема потоков в дефлегматоре колонны

Уравнение общего матеРиального баланса дефлегматора

. (4.19)

Уравнение покомпонентного материального баланса дефлегматора

. (4.20)

Уравнение теплового баланса дефлегматора

, (4.21)

Где dHd - количество тепла, отводимого из дефлегматора.

Концентрацию компонентов в паре на тарелке N + 1 принимаем равной концентрации компонентов в жидкости в дефлегматоре.

Уравнение общего материального баланса колонны

. (4.22)

Приведенная модель может быть использована для анализа процесса ректификации при различных режимах эксплуатации, а также для расчета статических характеристик колонны.

Похожие статьи




Основные уравнения модели - Математическое моделирование процесса ректификации

Предыдущая | Следующая