Обратимое смешение

Cтраница 3

В общем случае при точном потарелочном расчете многокомпонентной ректификации, как уже отмечалось, возникает сложная проблема обеспечения сходимости последовательных итераций, вызванная трудностью точного определения составов продуктов разделения. Однако при расчете колонн с обратимым смешением потоков задача упрощается. В этом случае ключевыми компонентами, по которым задается разделение, являются крайние по летучести компоненты. [31]

Применение ректификационных колонн со связанными тепловыми потоками позволяет не только уменьшить термодинамическую необратимость при смешении потоков, но и значительно снизить общие затраты тепла и холода. Независимо от числа получаемых продуктов технологические схемы с обратимым смешением потоков имеют всего лишь один дефлегматор и один кипятильник. Недостатком указанных схем по сравнению с обычными является увеличение числа тарелок, потребного для заданного разделения. [32]

Парциальная молярная теплота смешения измеряется непосредственно в калориметре. Она означает тепло, которое необходимо добавить при обратимом смешении, происходящем без получения или затраты работы, не считая работы расширения. [33]

Этот вопрос был исследован специально. Следует заметить, что для идеальных смесей режим с обратимым смешением потоков в питании соответствует первому классу фракционирования и в предельном случае возможен при исчерпывании крайних по летучести компонентов в соответствующих продуктах ( см. гл. [34]

Этот результат является в достаточной степени очевидным. При необратимом смешении работа не производится, тогда как при обратимом смешении L0; соответственно этому Q в первом случае будет меньше, чем во втором. [35]

Наибольший термодинамический эффект можно получить, сочетая способ разделения при обратимом смешении потоков с неадиабатическим ведением процесса ректификации. Именно при предлагаемом методе разделения возможно наиболее эффективное использование различных вариантов неадиабатической ректификации. [36]

Варианты схемы разделения трехкомпонентной азеотропной смеси при различных составах питания. [37]

На рис. VI-73 показано применение другого принципа разделения - разделения с распределяющимся компонентом. В первой колонне используется предельный режим первого класса фракционирования - режим с обратимым смешением потоков. [38]

Чтобы найти изменение энтропии в результате смешения, вообразим себе следующий обратимый процесс, приводящий оба газа в то же самое конечное состояние. Сдвигая достаточно медленно первую перегородку влево, а вторую вправо, можно осуществить обратимое смешение обоих газов, причем для того, чтобы конечное состояние было таким же, как и при необратимом смешении к газам, необходимо подводить тепло. [39]

Чтобы найти изменение энтропии Е результате смешения, представим себе следующий обратимый процесс, приводящий оба газа в то же конечное состояние. Сдвигая достаточно медленно первую перегородку влево, а - вторую вправо, можно осуществить обратимое смешение обоих газов, причем для того чтобы конечное сстояние было таким же, как и при необратимом смешении, к газам необходимо подводить тепло. [40]

Если точка питания лежит на этой а-линии, то в бесконечной колонне с обратимым смешением потоков в точке питания можно выделить воду в качестве верхнего продукта. Расчетные исследования [77] показывают, что в конечных колоннах выделение соответствующего чистого компонента с обратимым смешением потоков в точке питания возможно при 5-образном характере траектории ректификации, если фигуративная точка питания расположена в области обратимой ректификации, примыкающей к этому компоненту. [41]

Оба продукта должны содержать одни и те же компоненты, и фигуративные точки их составов должны располагаться на прямой, проходящей через ноду жидкость - пар для состава, образованного их смесью. С учетом этих особенностей все уравнения математического описания обратимой ректификации сохраняют свою силу для процесса обратимого смешения, необходимо только поменять индексы верхней и нижней секций. В процессе обратимого смешения, как и в процессе обратимой ректификации, тепло подводится в нижнюю секцию и отводится из верхней. Однако при обратимом смешении температура в колонне монотонно возрастает снизу вверх. Таким образом, в отличие от прямого процесса ректификации тепло подводится при низких температурах и отводится при высоких. Во внешней по отношению к рассматриваемому процессу обратимого смешения среде эти тепловые потоки могут быть использованы для получения работы или для обеспечения ректификации другой смеси. Иными словами, процесс обратимого смешения идет не с затратой, а с получением работы, которая равна по величине работе разделения в прямом процессе для той же смеси. [42]

Простейшим способом уменьшения работы разделения является введение промежуточных дефлегматоров и кипятильников, Если взять за основу вариант III6 схемы ( см. рис. 73) и установить только по одному промежуточному дефлегматору и кипятильнику, то работа разделения трехкомпонентной смеси в некоторых случаях уменьшается в два-три раза. Другими словами, при одном и том же числе уровней подвода энергии в схеме с обратимым смешением потоков резко уменьшается работа разделения. [43]

Идеальное устройство для разделения смеси на фракции. [44]

Рассмотрим идеальный процесс разделения исходной смеси на фракции. В отличие от схемы полного разделения, полупроницаемые мембраны установлены на входе в приемные камеры и обеспечивают обратимое смешение компонентов фракции. Температура во всех элементах системы одинакова. Давления в камерах также одинаковы и равны давлению исходной смеси. Мембранные парциальные давления р, и Ра соответствуют условиям мембранного равновесия чистого вещества и смесей в соответствующих камерах, затраченная извне минимальная работа разделения п молей исходной смеси на фракции с числом молей п - определится как сумма затраченных работ обратимого изотермического сжатия чистых газов от их мембранных парциальных давлений р, , соответствующих равновесию с исходной смесью, до аналогичных характеристик рц, равновесных газовым фазам фракций. [45]

Страницы: 1 2 3 4