ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидравлическое сопротивление, предельная скорость паров и расчет основных размеров колонны из "Руководство по лабораторной перегонке" По опубликованным данным практически невозможно сравнить ме вду ебвй-ВЭТС для различных насадочных колонн или коэф-диенты полезногоТ1ейс1Вия дл тарельчатых колонн. Это объяс- няется тем, что испытания проводили с различными эталонными смесями в разных условиях и только в редких случаях приводили аппаратурно-технологические параметры, указанные в разд. 4.10 в качестве безусловно необходимых. Дополнительные трудности возникают из-за того, что чистота применяемых эталонных смесей не всегда была гарантирована, а растворение смазки для кранов в отбираемых пробах часто приводит к искажению результатов. По-видимому, в настоящее время необходимо перейти к стандартным методам испытания, чтобы таким образом обеспечить получение сравнимых данных. В свете последних научных достижений становятся необходимыми новые исследования эффективности важнейших насадочных и наиболее распространенных тарельчатых колонн, учитывающие эти достижения и основанные на использовании таких современных точных методов анализа, как инфракрасная спектроскопия, газовая хроматография и масс-спектрометрия. [c.161] Условия определения числа теоретических ступеней разделения шим нагрузкам, большие ВЭТС относятся к большим нагрузкам г) к различным давлениям и к средней плотности орошения. [c.162] Для ректификации при атмосферном давлении в лаборатории обычно применяют колонны диаметром 10—30 мм, а для ректификации под вакуумом — колонны диаметром 20—50 мм. При очень высоких нагрузках колонны диаметром 50 мм можно применять также для разгонки при атмосферном давлении. Если необходимо работать в режиме, близком к захлебыванию, чтобы обеспечить максимальную разделяющую способность, то следует предварительно точно рассчитать диаметр колонны, при котором можно приблизиться к желаемой нагрузке. [c.164] Напомним, что под нагрузкой колонны подразумевают количество паров вещества, проходящее в единицу времени через колонну и конденсирующееся в головке колонны с образованием флегмы и дистиллята. Поскольку насыпная насадка и насадки других видов оказывают сопротивление как поднимающимся парам, так и стекающей вниз жидкости, то нагрузку нельзя увеличивать беспредельно. С увеличением скорости испарения, т. е. нагрузки, растет разность давлений в головке и в нижней части колонны, которую называют перепадом давления в колонне (или гидравлическим сопротивлением колонны). Гидравлическое сопротивление колонны зависит от типа и размеров колонны и ее насадки, рабочего давления ректификации, физико-химических свойств смеси, а также от нагрузки или скорости паров. Перепад давления в колоннах с концентрическим зазором можно вычислить по формуле (188). Данные по гидравлическому сопротивлению колонн с вращающейся насадкой приведены в табл. 30 и 31. [c.164] Тарельчатые колонны имеют то преимущество, что их нагрузку можно снижать до очень низких значений, при этом их разделяющая способность даже увеличивается. Насадочные же колонны имеют определенную минимальную нагрузку, при которой еще обеспечивается противоточный массообмен. В промышленности во многих случаях колонны регулируют по перепаду давления во избежание захлебывания и для поддержания оптимальной нагрузки. Этот способ успешно применяют также для регулирования лабораторных установок (см. разд. 8.4.2). [c.164] Зависимость удельного гидравлического сопротивления насыпной насадки различных типов (см. табл. 29) от плотности орошения (по данным Брауэра). [c.166] Прямыми а —а, Ь — Ь, с —с отмечены границы гидродинамических режимов [см. уравнение (133)]. [c.166] Коэффициент с является функцией свойств паров и жидкости, а также параметров насадки. [c.166] Зависимость параметра е от важнейших переменных также можно представить в безразмерной форме. Параметр е изменяется в зависимости от нагрузки эта зависимость позволяет четко проследить взаимосвязь между переносом количества движения и вещества, а также учесть влияние давления. [c.167] Взаимосвязь между перепадом давления и разделяющей способностью насадки различных типов (см. табл. 29) (по данным Брауэра). [c.167] Зависимость гидравлического сопротивления насадки из фарфоровых седел размером 4—8 мм от скорости воздуха при плотности орошения водой 40 мл/(см2-с). [c.167] Зависимость удельного перепада давления в слое колец из проволочной сетки (3X3 мм) от нагрузки при атмосферном давлении. [c.168] Зависимость гидравлического сопротивления насадки из спиралей Вильсона размером 3 мм от скорости воздуха при расходах орошающей жидкости от 200 — 1800 мл/ч. [c.168] Хекманн и Крель [226] исследовали гидравлическое сопротивление фарфоровых седел размером 4, 6 и 8 мм с использованием системы воздух—вода. Рабочая высота колонны составляла 1 м, а диаметр — 22 мм. Опытные данные, представленные на рис. 104, можно использовать только в качестве приближенной оценки перепада давления. Рис. 105 показывает, как сказывается увеличение расхода жидкости на гидравлическом сопротивлении насадки из спиралей Вильсона размером 3 мм. Очень выгодны (малый перепад давления) также кольца из проволочной сетки, как это видно из рис. 106 и 107. На них представлены результаты опытов, проведенных с использованием различных смесей. [c.168] Основываясь на опыте, приобретенном при стендовых испытаниях аппаратуры, Нойманн [227 ] ввел понятие эквивалентной скорости воздуха для оценки нагрузки по пару или жидкости. [c.168] О — удельная поверхность насадки, м /м D — удельный расход паров, м /(м -с). [c.169] Сравнение результатов расчета по формуле (135) с экспериментальными данными дает очень хорошее согласие при оптимальном способе укладки насадочных тел. [c.169] Кривые на рис. 108 [229], а также данные, приведенные в табл. 30 [200], свидетельствуют о том, что физико-химические свгшства перегоняемого вещества также существенно влияют на перепад давления. Данные табл. 30 относятся к ситчатой колонне Олдершоу. Следует указать на то, что в этом эксперименте применяли специально подобранные вещества, которые при температуре кипения имели неодинаковые значения плотности и поверхностного натяжения. [c.169] Зависимость перепада давления, приходящегося на одну теоретическую ступень разделения, в слое колец из проволочной сетки от нагрузки при остаточных давлениях от 10 до 735 мм рт. ст. [c.169] Вернуться к основной статье