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Tutorial MenueKompaktkurs RektifikationLerneinheit 3 von 6

Auslegung von Trennkolonnen

Die MESH-Gleichungen

Bei der Betrachtung eines Bodens einer Trennkolonne müssen eine Vielzahl von Strömen sowie energetische Einflüsse und Gleichgewichtsbeziehungen beachtet werden. Dieses ist mit den MESH-Gleichungen möglich.

MESH = Material balance - Equilibrium conditions -Summation conditions - Heat balance

Für den einfachen Fall eines stationären Zustands mit nur zwei Phasen (flüssig und dampfförmig) ohne chemische Reaktionen oder das Auftreten mehrerer flüssiger Phasen sind die in der folgenden Abbildung dargestellten Einflüsse auf die Verhältnisse auf dem Boden j zu beachten.

Abb.1
Die Einflüsse auf das Gleichgewicht auf einem Boden
  • dem Boden j kann ein Fluidstrom F ˙ j zugeführt werden (Kolonnenzulauf)
  • ein flüssiger Strom L ˙ j verlässt den Boden j und fließt auf den Boden ( j 1 )
  • ein dampfförmiger Strom V ˙ j verlässt den Boden j und strömt auf den Boden ( j + 1 )
  • vom Boden ( j + 1 ) kommt ein flüssiger Strom L ˙ j + 1 auf den Boden j
  • vom Boden ( j 1 ) kommt ein dampfförmiger Strom V ˙ j 1 auf den Boden j
  • dem herabfließenden Strom L ˙ j kann ein flüssiger Seitenstrom S ˙ j L entnommen werden, was die Verhältnisse auf den Boden ( j 1 ) beeinflusst
  • dem aufsteigenden Dampfstrom V ˙ j kann ein dampfförmiger Seitenstrom S ˙ j V entnommen werden, was die Verhältnisse auf den Boden ( j + 1 ) beeinflusst
  • dem Boden j kann von außen Wärme Q ˙ j zu- oder abgeführt werden
  • jeder den Boden verlassende oder dem Boden zugeführte Strom enthält eine bestimmte Wärmemenge, die dem Boden damit zugeführt oder entnommen wird

Für den stationären Zustand einer kontinuierlichen Rektifikation gilt somit, dass keine Akkumulation eintritt und deshalb die Differenz der ein- und austretenden Stoff- und Wärmeströme für jeden Boden und jede Komponente den Wert null annehmen muss.

Vertiefung: MESH-Gleichungen für eine Gleichgewichtsstufe

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