Таким образом, равновесный процесс разделения раствора с хн=0,15 содержит четыре теоретических ступени разделения (ЧТТ=4) при получении дистиллята с заданной концентрацией хд =95,5% и кубового остатка хк=0,01.

На разделение поступает Gн=1000 кг раствора. Так как все концентрации выражены в мольных долях, целесообразно массу раствора выразить в молях, для этого рассчитываем среднюю молекулярную массу исходного раствора

Мср=0,15*Мацетона+(1-0,15)*Мводы=0,15*58+0,85*18=8,7+15,3=24

Gн=1000*103/24=41666,66 моль

Схема материальных потоков приведена на рис. 5.4 (все концентрации выражены в мольных долях ацетона)

Тогда общий баланс:

Gн=Gд+Gк (5.1)

Баланс по ацетону:

Gнхн=Gдхд+Gкхк (5.2)

Решая систему уравнений (4.1) и (4.2), получаем:

Gд=Gн[(хн-хк)/(хд-хк)]=41666 [(0,15-0,01)/(0,955-0,01)]=6172,83 моль;

Gк=Gн-Gд=41666,66-6172,83=35493,83 моль.

Если на первую тарелку поступает начальный раствор в количестве Gm=500 кг=500/24=20,83 кмоль при температуре 80,2 0С (точка М), то он будет выкипать до концентрации хм=5,5% и образует пар с концентрацией ум=49%. Схема материального баланса приведена на рис. 5.5, из которого следует:

Gm=Gn+Gp (5.3)

Gmхн= Gnум+Gpхм (5.4)

Решая систему уравнений (5.3) и (5.4), получаем:

Gn=Gm[(хн-хм)/(ум-хм)]=20830 [(0,15-0,055)/(0,49-0,055)]=4549 моль;

Gp=Gm-Gn=20830-4549=16281 моль.

Рис. 5.5. Схема материального баланса на первой тарелке

Таким образом, в результате разделения получили:

концентрированный раствор ацетона Хд=95,5% который, если не может быть использован в производстве, должен быть направлен на дальнейшее разделение специальными методами ректификации или экстракции.

очень разбавленный раствор ацетона Хк=1,0% или

Что существенно превышает ПДК в воде (2,2 мг/л), а значит отправляем этот раствор на биологическую очистку.

Еще статьи по теме

Микробиологический анализ балластных вод
Одной из серьезных экологических проблем является проблема биологической инвазии. То есть вселение, несвойственных данной акватории, организмов в новые местообитания. Одним из способов попадания микроорганизмов в новые акватории осуществля ...

Экологическая оценка процессов загрязнения природных вод и технологий их очистки на станциях Водоканала
Одной из самых острых проблем современности является нехватка чистой питьевой воды в крупных городах. Реки и озёра уже не могут выполнять многих своих функций: воду из них нельзя использовать для приготовления пищи, в них нельзя ловить рыб ...