Die Rektifikationsvorgänge im Wärmeinhalt-Konzentrationsbild

Zusammenfassung

Zur Bestimmung des Rücklaufverhältnisses, der Bodenzahl und des Betriebsmittelverbrauches genügt im allgemeinen das erläuterte Verfahren, bei welchem als Grundlage die Gleichgewichtskurve einerseits und die Austauschgeraden oder bei Veränderung der molaren Verdampfungswärme die entsprechenden Austauschlinien andererseits verwendet werden. Die Mischungswärmen sind dabei stets vernachlässigt worden. Dies ist auch in fast allen Fällen für praktische Berechnungen ohne weiteres zulässig, weil diese Wärmemengen im Vergleich zu den Verdampfungswärmen sehr klein sind. Beispielsweise werden bei der Herstellung eines Äthylalkohol-Wassergemisches mit 70 Gew.-% Alkohol und 80° C aus den Einzelbestandteilen von 80° C etwa 3 kcal je kg Gemisch frei¹ (isotherme Mischungswärme). Die Veränderung des Zustandes von Flüssigkeit und Dampf läßt sich aber unter Berücksichtigung der Mischungswärmen bei beliebig verschiedenen Verdampfungswärmen der Einzelstoffe verfolgen, wenn ein Zustandsbild benutzt wird, in welchem als Abszisse ξ Gew.-% an Leichtersiedendem eines Zweistoffgemisches und als Ordinate der Wärmeinhalt i kcal je kg Gemisch aufgetragen ist². Weil die Verdampfungswärmen der beiden zu trennenden Stoffe beliebig verschieden sein können, liegt kein Grund vor, in Mol-Einheiten zu rechnen. Man verwendet deshalb als Meßeinheiten kg und Gew.-%. Bedeuten q _t kcal je kg Gemisch die isotherme Mischungswärme und i ₁ sowie i ₂ die Wärmeinhalte der beiden reinen Komponenten für dieselbe Temperatur wie der Wärmeinhalt i kcal/kg des Gemisches, so gilt

$$ i = \frac{\xi }{{100}}.{i_1} + \left( {1 - \frac{\xi }{{100}}} \right).{i_2} + {q_t}. $$

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