* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

63 i РЕКТИФИКАЦИЯ 632 В д и а г р а м м е у — х у р - н и е (5) п р е д с т а в л я е т р а б о ч у ю л и н и ю отгонной колонны. Ч и с л о теоретич. тарелок д л я отгонной части к о л о н н ы о п р е д е л я е т с я так ж е , к а к и д л я у к р е п л я ю щ е й к о л о н н ы , т. е. с т у п е н ч а т ы м п о с т р о е н и е м м е ж д у л и н и е й р а в н о в е с и я и р а б о ч е й л и н и е й . П о л о ж е н и е точни п е р е с е ч е н и я р а б о ч и х линий укрепляющей и отгонной ко­ лонн зависит от агрегатного с о с т о я н и я и темп-ры п о с т у ­ пающей в колонну смеси. Основные варианты показа­ ны н а р и с . 6. П р и з н а ч и т е л ь ­ ном различии темп-р кипения и молярных скрытых теплот парообразования разделяе­ мых компонентов потоки па­ ра и жидкости не остаются постоянными п о высоте к о ­ лонны, поэтому рабочие ли­ нии на д и а г р а м м е у — х Р и с . 6. П о л о ж е н и е точки пересечения рабочих линий при р а з л и ч н ы х агрегатных состояниях и темп-рах исход­ ной смеси: I — смесь поступает при темп-ре кипения; I I — смесь поступает п р и темп-ре н и ж е точки кипения; I I I — посту-& пает п а р о ж и д к о с т н а я смесь; I V — смесь поступает в виде насыщенного пара. и с к р и в л я ю т с я . В этих с л у ч а я х расчет процесса Р . у д о б н о производить при помощи диаграммы i — а (энтальпия — состав). Иа-за ограниченной поверхности и кратковремен­ ности контакта темп-ры жидкости и пара на тарелке в дей­ ствительности не выравниваются и диффузионный обмен между фазами не завершается. Вследствие этого у х о д я щ и е с тарелки пар и жидкость практически не достигают равновесного со­ стояния, а лишь приближаются к нему. Н а реальной тарелке д е й с т в и т е л ь н о е о б о г а щ е н и е п а р о в аЪ в с е г д а м е н ь ш е т е о р е т и ­ ч е с к о г о ас ( с м . р и с . 4), п о э т о м у ч и с л о д е й с т в и т е л ь н ы х т а р е л о к ( и л и с т у п е н е й к о н т а к т а ) п в с е г д а б о л ь ш е т е о р е т и ч . тг. О т н о ­ ш е н и е njn^— с р е д н и й к п д в с е х т а р е л о к к о л о н н ы (г), в ы р а ж а ­ ющий степень п р и б л и ж е н и я у х о д я щ и х с тарелок потоков к равновесию. В промышленных ректификационных колоннах " и з м е н я е т с я в д и а п а з о н е 0 , 2 — 0 , 8 . З а в и с и м о с т ь -п от б о л ь ш о г о п числа р а з н о о б р а з н ы х факторов (относительной летучести ком­ понентов р а з д е л я е м о й смеси, и х вязкости, плотности пара и жидкости, величины коэфф. диффузии, скоростей фаз, конструк­ ц и и тарелки и д р . ) не п о з в о л я е т иметь единой математич. з а ­ висимости, отражающей влияние всех перечисленных величин на -п. В с в я з и с э т и м п р и в ы б о р е в е л и ч и н ы -п о р и е н т и р у ю т с я л и б о н а опытные данные, п о л у ч е н н ы е в аналогичных у с л о в и я х д щ и е с я малым гидравлическим сопротивлением и с о с т о я щ и е иа стандартных соединяющихся между собой желобов, одна сторона к-рых с п л о ш н а я , а д р у г а я имеет зубчатые прорези. П а р проходит через прорези по всей длине желоба в одном направлении, что позволяет поддерживать одинаковый уровень ж и д к о с т и на тарелке, б) Р е ш е т ч а т ы е т а р е л к и ( р и с . 7, б ) , к - р ы е п р е д с т а в л я ю т с о б о й м е т а л л и ч . р е ш е т к у с прямоугольными п р о р е з я м и . Тарелки обычно устанавливают без переливных стаканов. Свободное сечение решетчатой тарел­ к и с о с т а в л я е т о н . 40 % о т п о л н о г о с е ч е н и я к о л о н н ы ( д л я к о л п а ч к о в ы х и « Ю н и ф л е к с » п р и м е р н о 10—13%), б л а г о д а р я ч е м у и х производительность больше при меньшем гидравлич. сопротив­ л е н и и , в) С и т ч а т ы е т а р е л к и ( р и с . 7, в), п р е д с т а в л я ­ ю щ и е с о б о й горизонтальные диски, в к-рых р а в н о м е р н о рас­ п р е д е л е н ы м е л к и е о т в е р с т и я (0,8—2,5 мм). Д л я с л и в а ж и д к о с т и и регулирования ее уровня с л у ж а т переливные стака­ ны, п о г р у ж е н н ы е в гидра­ влич. затворы. П а р прохо­ дит через отверстия тарел­ ки и барботирует через жидкость. Разновидностью таких тарелок являются тарелки, изображенные на р и с . 7, г ( т . н а з . т а р е л к и Кителя), компонуемые по­ парно. Н а нижней тарелке каждой пары жидкость д в и ж е т с я от периферии к ц е н т р у , а на верхней — от центра к периферии. Такое движение жидкости обеспе­ чивается за счет кинетич. энергии потока пара, про­ ходящего через отверстия ромбовидной формы, о р и IV Р и с . 8. П л е н о ч н ы е к о л о н ­ ны: а — к о л о н н а с п л о с к о ­ параллельной насадкой; б — колонна с трубчатой а насадкой; J — пар в кон­ денсатор; I I — флегма; I I I — кубовая жидкость; I V — грею­ щий пар; 1 — плоско-параллельная насадка; 2 — куб-испа­ ритель; з — трубчатая насадка; 4—распределитель жидкости. ентированные так, чтобы п а р выходил п о д нек-рым у г л о м к плоскости тарелки. Преимуществом таких тарелок является относительно высокий кпд при сравнительно низких скоростях п а р а ( ~ 0 , 2 Mjcen). г) К а с к а д н ы е т а р е л к и ( р и с . 7, д), с о с т о я щ и е и з п а р а л л е л ь н ы х л о п а с т е й , к-рые с л у ж а т д л я изме­ нения направления поднимающегося пара из вертикального в горизонтальное; характери­ з у ю т с я относительно высоким к п д и незначи­ тельным гидравлич. сопротивлением. 11 •I* Жидкость Жидкость I Пар 3j г -5 г *5 — < Верхняя тарелка t% ^Нижняя тарелка и г f :; Пар ТС Р и с . 7. К о н с т р у к ц и и т а р е л о к р е к т и ф и к а ц и о н н ы х к о л о н н : а — т а р е л к а « Ю н и ф ­ лекс»; б — решетчатая тарелка; в — ситчатая тарелка; г — ситчатая тарелка Кителя; д — каскадная тарелка. (размеры и конструкция аппарата, скорости потоков), либо на э м п и р и ч . зависимости, полученные в аналогичных у с л о ­ виях работы. Н а р я д у с колпачковыми тарелками применяют тарелки д р у г и х к о н с т р у к ц и й ( р и с . 7); в а ж н е й ш и м и и з н и х я в л я ю т с я : а ) Т а р е л к и «Ю н и ф л е к с» ( р и с . 7, а ) , х а р а к т е р и з у ю - При применении н а с а д о ч н ы х к о л о н н последние з а п о л н я ю т инерт­ н ы м и м а т е р и а л а м и в виде к у с к о в о п р е ­ деленных размеров и л и специально д л я этой ц е л и и з г о т о в л я е м ы м и т е л а м и ( к о л ь ­ ц а Р а ш и г а , седла Б е р л я и т. п. — с м . Насадки). Насадочные колонны отлича­ ются простотой устройства, дешевизной изготовления, возможностью примене­ н и я недефицитных м а т е р и а л о в и относи­ тельно низким гидравлич. сопротивле­ нием. Н е д о с т а т о к этих к о л о н н — более н и з к а я по с р а в н е н и ю с т а р е л ь ч а т ы м и эфф ективность (на е д и н и ц у высоты) из-за н е р а в н о м е р н о г о распределения п о т о к о в ж и д к о с т и и п а р а по сечению кол-онны. Разновидностью насадочных колонн являются п л е н о ч н ы е к о ­ л о н н ы с п л о с к о - п а р а л л е л ь н о й (рис. 8,а) и л и т р у б ч а т о й (рис. &,б) н а с а д к о й . Они имеют в ы с о к у ю п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь при малом гидравлич. сопротивлении, что весьма в а ж н о п р и работе п о д ва­ куумом. По эффективности, о д н а к о , о н и часто у с т у п а ю т д а ж е насадочным колоннам. при Р . является многостадийным процессом: Массообмен первая стадия — перенос переходящих компонентов к поверхности р а з д е л а м е ж д у фазами, в т о р а я — п е р е х о д и з фазы в фа­ зу, третья — отвод компонентов в основную массу (ядро) но­ в о й ф а з ы . С у м м а р н а я с к о р о с т ь п р о ц е с с а о п р е д е л я е т с я , оче­ в и д н о , с к о р о с т ь ю н а и б о л е е м е д л е н н о й с т а д и и ( о с т а в а я с ь мень-