Какие типы тарелок ректификационныхколонн эффективнее? Какими проще пользоваться в домашних условиях?Отвечаем на эти вопросы ниже.
Виды тарелок в ректификационной колонне
Итак, на тарелках пары проходят через слой жидкости, образуя пену.Конструкция тарелок влияет на следующие показатели:
- интенсивность гидравлического сопротивления;
- скорость и эффективность фракционирования;
- производительность;
- рабочий диапазон мощности, в котором жидкость не уносит вниз, а капли — наверх.
Тарелки классифицируют на:
- перекрестноточные и противоточные;
- одно-, двух-, трех-, четырехпоточные;
- с кольцевым или однонаправленным движением жидкости на соседних тарелках.
А теперь чуть подробнее про классификацию по типу отверстий и токужидкости.
1. Ситчатые (дырчатые), перекрестноточные
Снабжаются мелкими круглыми, треугольными или щелеобразными отверстиями. Здесь работают перекрестные токи жидкости и пара. Есть на тарелках и сегменты без отверстий, которые расположены возле перегородок или сливных труб, погруженных в жидкость. Они разделяют потоки жидкости и пара, чтобы тарелки не захлебывались.
Работая с ситчатыми тарелками нужно точно управлять перегонкой.
Наименьшее гидравлическое сопротивление и эффективность массообмена у конструкции из листа с просечками и отбойными перегородками.
Расстояние между тарелками устанавливают с таким расчетом, чтобыминимизировать брызгоунос и оставить доступ для ремонта или очистки.
2. Струйные, перекрестно-прямоточные
Это фактически, лист с выдавленными отверстиями разной формы, обрамленные прямоугольными скругленными или треугольными лепестками.
Струйные тарелки хорошо справляются с высокой нагрузкой по пару
3. Противоточные
Могут быть:
а) провальными решетчатыми;
б) провальными волнообразными дырчатыми.
Самый простой вариант —тарелка со щелями, через которые проходит наверх пар и стекает вниз избытокжидкости. Решетчатая конструкция захлебывается или не может удержать на себедержит жидкость, если жидкости или пара поступает на ⅕-⅓ больше нормы.
Дырчатая тарелка сволнообразной (синусоидальной) поверхностью пропускает обе фазы через круглыеотверстия, при этом слой жидкости закрывает неровности.
Провальные тарелки производительны, но работают в очень узком диапазоне мощности нагрева.
4. Тарелки с колпачками, туннельными, желобчатыми или капсульными
Один из наиболее популярных и универсальных типов — круглые или капсульные колпачки.
У каждого колпачка есть прорези или трубки внизу для поступления пара, который смешивается с жидкостью струйно. Струи от соседних колпачков образуют завихрения, повышая эффективность массообмена и КПД тарелки до 0,6-0,8. Диапазон мощности нагрева у колпачковых колонн шире.
Преимуществом колпачковых тарелок считают возможность остановить процесс перегонки и без проблем запустить его вновь. Фракционированная флегма при выключении нагрева остается на тарелках, а не сливается обратно.
Желобчатые представляют собой желоба, без колпачков, как таковых. По нимдвигается жидкость. Туннельные колпачки имеют прямоугольную форму.
5. Вихревые
Характеризуются завихрением потока пара и жидкости, слабым брызгоуносом и представляют собой лист с отверстиями, лепестками, отбойными элементами, размещенными внутри окружностей.
Вихревые тарелки эффективно разделяют, обладают малым гидравлическим сопротивлением и поэтому используются при вакуумной перегонке.
6. Колпачки и полотно тарелок с S-образными элементами
Образуют повторяющиеся кластеры. При этом пар входит только с одной стороны потоком тонких струй. Такие тарелки достаточно эффективны, их КПД составляет 0,4-0,7.
7. Клапанные напоминают дырчатые
Позволяют регулировать подачу пара при помощи поднимающихся под его напором клапанов разной конструкции.
