Расчёт тарельчатой ректификационной колонны для разделения смеси бензол-толуол

Парциальное давление водяных паров  в сушильном барабане определим, как:

 

 На входе в сушилку: 

На выходе из сушилки:

Среднее  парциальное давление водяных паров в барабане :

Объёмный коэффициент массопередачи  равен:

Движущая сила процесса массопередачи.

Средняя движущая сила DР_ср, выраженная через Паскали, равна: 

для случая прямоточного движения реагента и высушиваемого материала имеем:

  движущая сила в начале  процесса сушки;

  движущая сила в конце  процесса сушки;

- давление насыщенных водяных паров в начале и конце сушки, Па.

Значения  определяются по температурам мокрого термометра в начале и в конце сушки.

По  I-x диаграмме определяем, температура мокрого термометра в начале  62 °С, в конце 56 °С.

При этом =24024,8 Па, =17495,2 Па.

Тогда:

;

Выразим движущую силу в  кг/м³:

 

Объём  сушильного пространства, необходимый  для испарения влаги из материала  рассчитаем по формуле:

Объем сушилки, необходимый для  прогрева материала до температуры  мокрого термометра в начале сушки, найдём по модифицированному уравнению  теплопередачи:

 

Q_п - расход тепла на прогрев материала до температуры мокрого термометра в начале сушки, кВт;

K_v – объемный коэффициент теплопередачи, кВт(м³×К);

Dt_ср – средняя разность температур.

Расход тепла найдём как:

об

Объёмный коэффициент  теплопередачи  определим по уравнению:

;

Найдём температуру, до которой  охлаждается сушильный агент, отдавая  тепло на нагрев материала из уравнения теплового баланса:

Þ

Найдём V_п:

Общий объём сушильного барабана равен:

V=21,63+7,96=29,6 (м³).

 

 

 

 

 

7. Выбор  барабана и проверка выбранной  скорости газа

 

По справочным данным, согласно каталогу сушильных аппаратов выбираем сушилку  типа  БН2,2-10НУ-03 с длиной сушильного барабана 10 м, диаметр сушильного барабана 2,2 м, объём сушильного пространства  38,01 м³.

 

Определим действительную скорость газов  в барабане w_д:

Объёмный расход влажного сушильного агента на выходе из барабана:

.

х_ср- среднее влагосодержание влаги в  сушильном агенте.

Тогда:

Действительная скорость газов  отличается от принятой в расчётах на 0,18 м³/с, что составляет 6%. Уменьшение интенсивности процесса сушки компенсируется увеличением объёма сушильного барабана.

 

8. Расчёт  времени сушки и угла наклона  барабана

 

Количество находящегося в сушилке  материала G_M равно:

 

Определим среднее время пребывания материала в сушильном барабане (продолжительность сушки):

Угол наклона барабана:

 

9. Проверка  работоспособности барабана по  уносу частиц.

 

Проверим допустимую скорость газов, исходя из условия, что частицы материала  наименьшего размера не должны уноситься потоком сушильного агента из барабана. Скорость уноса, равную скорости свободного витания w_св определяют по уравнению:

где m_ср, r_ср  -вязкость и плотность сушильного агента при средней температуре; d – наименьший диаметр частиц материала; Ar  - критерий Архимеда.

Средняя плотность сушильного агента:

         Критерий  Архимеда:

.

Скорость уноса:

.

Рабочая скорость сушильного агента в сушилке равна 2,88 м/с, что значительно  меньше, чем скорость уноса частиц, равная 4,11м/с, поэтому  расчёт основных размеров сушильного барабана можно считать законченным.

 

9. Заключение

В ходе данного курсового  проекта был выполнен расчёт барабанной сушилки для высушивания KCl. Были определены основные конструктивные размеры сушильного барабана – длина и диаметр, а так же была выбрана конкретная модель барабанной сушилки согласно  каталогу "Сушильные аппараты и установки", угол наклона сушильного барабана , важные технологические параметры: расход сухого воздуха, расход топлива на сушку.

 

Список  литературы.

 

1. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М. :Химия, 1983;
2. Справочник  химика М 1966, т. I,II,V;
3. Сушильные аппараты и установки: Каталог М. ЦИНТИхимнефтемаш, 1988;
4. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А.  Примеры и задачи по курсу ПАХТ, -Л.:Химия, 1987.