Колонны эффективность разделительного действия

Газовая центрифуга также является аппаратом гида колонны. Ее разделительное действие основано на накапливании тя- Желого изотопа на периферии колонны под действием центробежной.силы. Благодаря противотоку легкой и тяжелой фаз достигается высокая эффективность разделения газов-изотопов. [c.78]

Эффективность разделительного действия колонны может быть до известной степени улучшена путем увеличения длины колонны [157]. Однако это увеличение длины колонны приводит к необходимости повышать перепад давления газа (на входе в колонну и на [c.263]

В нашей стране обычно применяют ситчатые тарелки, поэтому в дальнейшем будем рассматривать только их. Для определения действительного числа тарелок на каждом участке колонны необходимо графически (или аналитически) определить теоретическое число тарелок (см. гл. П) и принять коэффициент эффективности разделительного действия (КПД) тарелки, от коэффициент зависит от многих факторов и определяется для данных условий исходя из опытных данных. Необходимо иметь в виду, что в связи с изменением массы жидкости и пара по высоте участка колонны, а также давления и температуры, если размеры тарелок на участке и расстояние между тарелками остаются неизменными, меняются гидравлические условия работы тарелок. Поэтому размеры тарелок и расстояния между ними на каждом участке определяют, исходя из условий работы тарелок в сечении колонны, где может происходить неустойчивый гидравлический режим (возможность захлебывания тарелки, переброс пены с тарелки на тарелку). Затем проверяют работу тарелки в сечении, где существует устойчивый гидравлический режим (отсутствие возможности захлебывания и переброса пены). Если получается, что в этом сечении тарелка работает в гидравлически [c.212]

Основными аппаратами, непосредственно связанными с производством аргона, по современной технологической схеме являются верхняя колонна, колонна сырого аргона, контактные аппараты (реакторы), установки очистки сырого аргона от кислорода и колонна очистки аргона от азота и водорода (колонна чистого аргона). Естественно, что при расчете этих аппаратов (кроме реакторов) наиболее важно определить число ректификационных тарелок и найти места вводов и выводов для обеспечения заданных концентраций продуктов разделения. Особенность разделения тройной смеси не позволяет непосредственно (аналитически или графически) установить требуемое число тарелок, в связи с чем вначале определяется число так называемых теоретических тарелок, а затем уже с учетом коэффициента эффективности разделительного действия — число действительных тарелок. После этого производятся соответствующие гидравлические расчеты, выбирается конструкция тарелки, рассчитываются расстояние между ними и общая высота колонны, определяется диаметр ее в зависимости от количества и скорости поднимающихся паров. Далее производится расчет конденсаторов и подсчитываются общие габариты колонн. [c.40]

Ректификационные колонны. После определения числа теоретических тарелок для конструирования ректификационной колонны необходимо найти число действительных или реальных тарелок. При этом следует отметить, что разделительное действие теоретической тарелки в каждом отдельном случае эквивалентно определенному числу единиц переноса [38]. Коэффициент эффективности разделительного действия тарелки показывает, какое число теоретических тарелок может заменить действительная тарелка в отношении достигаемого на ней изменения концентраций, т. е. [c.59]

Для удобства решения подобных задач в теории массообменных процессов вводятся условные эталонные единицы, с помощью которых осуществляется сравнительная оценка эффективности разделительного действия различных колонн и увязка термодинамического и кинетического расчетов аппаратов. [c.381]

Для колонн с непрерывной организацией контакта фаз наиболее удобным выражением эффективности разделительного действия колонн является число единиц переноса массы или величина ВЕП (высоты эквивалентной единице переноса массы). [c.381]

Для удобства сравнения эффективности разделительного действия различных колонн величины Ыу (Ых) вычисляются по расчетной рабочей линии условной колонны (см., например, фиг. 1), а все специфические для данного реального аппарата отклонения учитываются поправками [c.383]

ВЛИЯНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАБОТЫ КОЛОННЫ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ [c.388]

Характер и степень неравномерности работы, а также ее влияние на эффективность разделительного действия и пропускную способность колонны зависят от конструкции и режима работы колонны. [c.388]

Неравномерность работы может приводить к уменьшению эффективности разделительного действия тарелки (или соответственно к росту величины ВЕП противоточной колонны) в несколько раз. [c.389]

Анализ этих зависимостей и экспериментальных данных показывает, что с увеличением размеров колонн при неизменной скорости Паров коэффициент эффективности разделительного действия ситчатой тарелки должен несколько увеличиваться. Поэтому для равномерно работающих тарелок использование данных по коэффициенту эффективности, полученных на мелких промышленных или лабораторных колоннах, приводит к некоторому запасу при проектировании. [c.403]

В этих случаях, как показано выше, будет обеспечено на больших промышленных колоннах среднее значение коэффициента эффективности разделительного действия не ниже, чем в действуюш,их колоннах этого типа. Для колонн установок разделения воздуха, работающих с изменением нагрузок при переключении регенераторов, средние значения должны, естественно, выбираться с учетом колебания нагрузок при переключениях. [c.404]

Влияние неравномерности работы колонны на эффективность разделительного действия. .......................................................388 [c.477]

Поскольку в реальных колоннах всегда возникают некоторые отклонения от принятых схем организации потоков, а поверхность контакта фаз-зависит от режима их движения и не поддается пока строгой количественной оценке, уравнения (11) или (12) неудобно использовать в инженерной практике для выбора и сравнительной оценки колонн различных типов и при определении их основных размеров. Для удобства решения подобных задач в теорию массообменных процессов вводят условные эталонные единицы, с помощью которых сравнительно оценивают эффективность разделительного действия колонн и увязывают термодинамический и кинетический расчеты аппаратов. [c.374]

Двум принципиально отличным по организации контакта типам колони соответствуют и два условных эталона. Для колонн с непрерывной организацией контакта фаз наиболее удобным выражением эффективности разделительного действия колонн является число единиц переноса массы и величина ВЕП (высота, эквивалентная единице переноса массы). [c.374]

Для удобства сравнения эффективности разделительного действия различных колонн величины Ыу (или Ых) вычисляют по расчетной рабочей линии условной колонны (см. рис. 1), а все специфические для данного реального аппарата отклонения учитывают поправками к величинам ВЕП [491. Поэтому величину ВЕП для реального аппарата уже нельзя вычислять только по уравнениям (17) или (18), а надо подсчитывать как сумму [c.376]

При расчетах установок разделения воздуха в различных задачах используется как значение Е ., так и значение Ej- (т]к) (для определения числа реальных тарелок всей колонны, или ее секций). Среднее значение коэффициента эффективности разделительного действия по колонне т] иногда неудачно называют к. п. д. тарелки [15, 35]. [c.379]

Под неравномерностью работы понимают нарушения равномерного распределения потоков жидкости и-пара по площади рабочих элементов колонны. Характер и степень неравномерности работы, а также ее влияние на эффективность разделительного действия и пропускную способность колонны зависят от конструкции и режима работы колонны. На барботажных тарелках может быть неравномерность продольная, при которой пар неоднородно распределяется по длине пути жидкости, и поперечная, при которой пар и жидкость неравномерно распределяются по ширине потока жидкости на тарелке. [c.381]

Кроме продольного перемешивания жидкости в пределах одной тарелки, на эффективность разделительного действия тарельчатых колонн весьма сильно влияет перемешивание жидкости по высоте колонны, вызываемое межтарельчатым уносом. Поток пара в межтарельчатом стационарном пространстве освобождается от жидкости нижележащей тарелки не полностью. Пар захватывает с собой часть этой жидкости и уносит ее на вышележащую тарелку. Вызываемая уносом внутренняя рециркуляция жидкости приводит к некоторому выравниванию концентрации жидкости по высоте колонны (на соседних тарелках) и тем самым уменьшает движущую силу процесса ректификации. [c.383]

Выше было показано, что эффективность разделительного действия колонн сильно зависит от гидродинамических условий их работы. Для каждого типа конструкции и размеров тарелок суш,ествует определенная область нагрузок, в пределах которой нормальные в производственных условиях колебания условий работы (нагрузок по газу и жидкости, концентраций исходной смеси и т. д.) не приводят к резкому недопустимому ухудшению эффективности разделительного действия. В этой, как ее называют гидравлически устойчивой, области работы колонны при правильном конструировании может быть обеспечена необходимая четкость разделения исходной смеси на целевые продукты с наименьшими размерами колонны и гидравлическими сопротивлениями. [c.385]

Таким образом величина т о у колпачковых тарелок лишь незначительно ниже, чем у ситчатых при разделении смеси кислород—азот. Экспериментальные данные показывают высокую эффективность разделительного действия ситчатых тарелок в колоннах ректификации воздуха (при ее расчете по тройной смеси). Для проектирования новых колонн необходимо знать, как может отразиться изменение определяющих размеров и режима нагрузок тарелки на эффективности ее разделительного действия. [c.395]

Анализ этих зависимостей и опытных данных показывает, что при однотипной конструкции тарелок и неизменной скорости паров (в условиях равномерной работы) коэффициент эффективности разделительного действия тарелок должен несколько возрастать с увеличением размеров колонн. Поэтому, если колонна работает в гидравлически устойчивой области нагрузок, использование данных по коэффициенту эффективности, полученных при тех же скоростях на мелких промышленных колоннах, приводит при увеличении производительности к некоторому запасу в проектировании (если обеспечено необходимое сепарационное пространство). [c.397]

Чтобы обеспечить на больших промышленных колоннах достаточно высокое среднее значение коэффициента эффективности разделительного действия тарелок (не ниже, чем в действующих колоннах такого же типа), расчет их основных размеров должен, как показано было выше, гарантировать гидравлически устойчивую работу тарелок с ограниченным уносом. Перед конструкторами и проектировщиками новых колонн всегда стоит вместе с тем ряд технико-экономических требований — обеспечение минимальных размеров колонн и их малого гидравлического сопротивления, простоты и технологичности (в изготовлении и эксплуатации) конструкции колонны. [c.397]

Проведенные на опытных колоннах испытания показывают, что при эффективности разделительного действия несколько более низкой, чем у ситчатых тарелок, решетчатые тарелки обладают высокой пропускной способностью. Коэффициент эффективности этих тарелок заметно уменьшается с ростом уноса. [c.426]

Если высота слоя пены близка по значению к расстоянию между тарелками, наблюдается явление пенного уноса, при котором жидкость, с потоком пара забрасывается с нижележащей тарелки на вышележащую. Это не только снижает эффективность разделительного действия тарелок, но и заметно повышает нагрузку переливных устройств, что может привести к захлебыванию колонны. [c.265]

Конструкции тарелок и колонн. Важнейший элемент фракционирующей колонны — тарелка. От разделительного действия тарелки зависит эффективность работы всей колонны. В настоящее время известно несколько типов тарелок. [c.39]

Исключение составляет схема с аппаратом конденсационно-испарительного разделения, которая для эффективной работы требует наличия ректификационных устройств с разделительным действием, эквивалентным значительно большему ЧТТ. В ВК это число принято равным 37 (с учетом влияния аргона). Вследствие большего сопротивления колонн введена поправка на давление воздуха, поступающего в узел ректификации. [c.222]

Колпачковые и, особенно, ситчатые колонны весьма чувствительны к наклону их оси при монтаже и к точности горизонтальной установки в них тарелок. При весьма малых (особенно поперечных для потока жидкости) отклонениях тарелок от горизонтального положения, начиная от угла 4,5-10- рад ф,Ъ°), вследствие неравномерности работы тарелок начинает замет но ухудшаться коэффициент эффективное ги их разделительного действия. [c.407]

Чрезвычайно важным фактором является термоизоляция. Можно высказать теоретическое положение, находящееся в полном соответствии с практикой, что потеря тепла или конденсация, происходящие в рабочем пространстве, понижают разделительную эффективность колонны. Поэтому лучше всего ректификационную колонну окружить откачанным до высокого вакуума и посеребренным внутри стеклянным кожухом он может быть съемным, поскольку тонкий слой воздуха между кожухом и колонной не ухудшает его действия. В колонне всегда необходимо иметь узкую полосу для наблюдения за рабочим пространством. При более высоких температурах ректификации (100—350° ) этот способ термической изоляции уже недостаточен вследствие возрастающих потерь за счет излучения. В этом случае внутри вакуумного кожуха следует поместить тонкий, блестящий металлический отражатель таким способом можно достигнуть практически полной термоизоляции даже при 350°. Вместе с тем следует заранее позаботиться о напряжениях, возникающих в стеклянном кожухе. В случае больших колонн часто ограничиваются тем, что окружают их изоляционным материалом, поверх которого надевают кожух, который при желании можно разделить на несколько участков температуру кожуха благодаря автоматически регулируемому электрическому обогреву, циркулирующему маслу и т. п. поддерживают на несколько градусов ниже температуры колонны [582]. [c.483]

Разделительная способность и условия работы капиллярных колонн, в практике важно знать оптимальные условия работы. Эффективность разделения, являющаяся функцией в уравнении (12), представляет сложную зависимость от давления, количества газа-носителя и температуры. Эффективность действия также зависит от рабочих условий — главным образом от температуры. Функциональная зависимость разделительной способности от рабочих условий настолько сложная, что ее нельзя выразить одним общим уравнением. Каждый раз должен решать эксперимент, в каком направлении надо менять температуру и количество газа-носителя, чтобы повысить разделительную способность. [c.145]

Одной из существующих классификаций методов расчета процессов разделения является выделение проектной и проверочной постановки задачи расчета [212, 222]. В данном случае под проектным расчетом понимается определение режимных и конструктивных параметров установки ректификации (число тарелок в колонне, положение тарелки питания, величины флегмового числа и т. д.), при которых обеспечивается получение продуктов разделения заданного качества. Именно для решения такого класса задач и предназначены графические и аналитические методы расчета процессов ректификации. Если же рассматривать такую задачу, как определение оптимального места ввода потока питания в колонну (такого положения тарелки питания Мр, при котором разделительная способность колонны оптимальна), то она, как правило, до настоящего времени решалась на основе анализа соотношения состава потока питания и состава жидкости (для случая однофазного жидкого питания) на тарелке колонны [194]. Тогда, очевидно, необходимо располагать данными о составах смеси на тарелках колонны, что для процесса ректификации многокомпонентных смесей невозможно без проведения расчетов с использованием ЭВМ. В то же время аналогичная задача может быть решена при моделировании установки разделения с использованием более сложных методов расчета и оценкой получаемой эффективности разделения в терминах ранее рассмотренного термодинамического коэффициента полезного действия (21—26). Более интересным методом определения Ыр является метод, основанный на минимизации возрастания энтропии процесса разделения, являющегося следствием введения потока питания в колонну [232], который был использован совместно [c.49]

При отсчете числа тарелок сверху вниз (подобно тому, как это было показано выще) на диаграммах у—х необходимо пользоваться равновесными кривыми постоянного состава пара, и наоборот, при отсчете числа тарелок снизу вверх по колонне следует пользоваться равновесными кривыми постоянного состава жидкости (на рис. 19 не показаны). При расчете по методу ВНИИкимаща коэффициент эффективности разделительного действия тарелок верхней колонны колеблется в пределах 0,6-1,2. [c.58]

По экспериментальным данным, полученным во ВНИИКИМАШе при гидравлическом исследовании этих тарелок, провальные тарелки могут работать устойчиво при изменении нагрузок в два-три раза при скоростях более 0,5 м/сек. Проведенные (на опытных колоннах при разделении воздуха) испытания показывают, что рещетчатые тарелки обладают высокой пропускной способностью при эффективности разделительного действия несколько более низкой, чем у ситчатых тарелок. этих тарелок заметно уменьшается с ростом уноса. [c.429]

Для эксплуатации в. таких условиях пригодными являются разработанные во ВНИИКИМАШе колонны с эжекторными тарелками. На фиг. И показана схема такой колонны с эжекторами типа сопла Вентури. Колонны этого типа при скорости пара в свободном сечении сопла 8— 12 м/сек могут работать с расстояниями между тарелками = 70 мм. с коэффициентом эффективности разделительного действия = 0,5 при наклоне оси колонны порядка 5° к вертикали. Сопротивление одной тарелки при этом составляет Др . = 45- -50 мм вод. ст. [c.430]

Важнейшим показателем эффективности разделительного аппарата колонного типа для глубокой очистки веществ является распределение примеси по его высоте. При постоянстве параметров проведения процесса это распределение имеет экспоненциальный характер Л/. Применительно к противоточной кристаллизации из расплава такой характер распределения примеси наблюдается в опытах по очистке серы /2/ и винилацетата /3/. Однако в других опытах /4,5/ с использованием модельных смесей было наДдено, что распределение примеси по высоте кристаллизационной колонны существенно отличается от экспоненциального. Этот неожиданный на первый взгляд результат хорошо объясняется наблюдаешм в указанных опытах увеличением среднего размера движущихся по колонне кристаллов. Совершенно очевидно, что распределение примеси будет зависеть и от изменения других параметров процесса в ходе его осуществления. Так, в колоннах с движением кристаллов под действием силы тяжести, которые, по-видимому, являются наиболее перспективными по сравнению с другими типами колонн, на эффект укрупнения кристаллов накладывается эффект неравномерного заполнения твердой фазой. Далее, в колонне указанного типа для [c.318]

Мерой для оценки разделите.пьной способности колони служит отношение числа тарелок iV к 1 м длины колонны. Еще ранее fl ] указывалось, что эта величина не является достаточным критериелк Для разделения наряду с числом тарелок очень большое значение имеет отношение времен удерживания компонентов. Времена удерживания компонентов отражают различную скорость движения и их отношение является выражением разделительного действия колонны. Из взаимодействия этих двух величин — разделительной способности и эффективности разделения, видна достигнутая степень разделения, характеризуемая до сих пор числом тарелок. [c.134]

Как видно из рис. 10, за счет действия пульсации эффективность колонны повышается в пять и более раз. Это достигается ценой некоторого снижения производительности колонны ( = = тУК <ш 1). Однако, поскольку пульсация значительно сильнее влияет на эффективность колонны (/Сэ=1+1,7-/эф), чем на предельные нагрузки (/(э= 1+0,3 /эф), достигается значительный выигрыш в разделительном объеме колонны необходимый разделительный объем уменьшается какт. е. при Кэ>5 — в три и более раза. [c.337]

Кроме продольного перемешивания жидкости в пределах одной тарелки, на э ективность разделительного действия тарельчатых колонн весьма сильно, влияет перемешивание жидкости по высоте колонны, вызываемое межтарельчатым уносом. Унос является одной из основных причин, ограничивающих скорость пара в колонне при неизменном расстоянии между тарелками. Вызванное им выравнивание концентраций жидкости на соседних тарелкм может резко ухудшить разделительное действие колонны. Величина поправки, учитывающей влияние уноса на коэффициент эффективности тарелки, равна [c.390]

Необходимым условием эффективной работы промышленного аппарата, состоящего из большого числа труб, является равномерность распределения потока пара по отдельным трубам и жидкости по отдельным каналам. целью изучения распределения потоков в отдельных точках аппарата в институте газа-АН УССР была смонтирована опытная колонна с 19 трубами диаметром 45X4,0 мм. Рабочая высота колонны составляла 2 м. Насадка была изготовлена из проволоки 0,5 мм в виде цилиндрических пружин размером 6x6 мм. На выходе пара из каждой трубы и на нижней сливной решетке были установлены термопары, по показаниям которых можно судить о концентрации потока в данной точке. Опыты, проведенные на промышленной смеси пропан — бутан, показали хорошую равномерность распределения потоков в опытной колонне как в трубном, так и в межтрубном пространстве. Разделительное действие опытной колонны с рабочей высотой 2 м было эквивалентно действию ректификационной колонны с 18 теоретическими тарелками. [c.170]

Эффективность контакта неравноэеошк потоков пара и жидкости на тарелках ректификационной колонны в результате двухстороннего массо- и теплообмена является обобщенным показателем их разделительной способности и характеризует степень отклонения результатов фракциондрущего действия реальной тарелки от теоретической. Численное значение эффективности может быть как меньше,так и больше единицы и в значительной степени зависит от ае определения. [c.195]

Принято также выделять алгоритмы, позволяющие проводить расчеты разделения неидеальных смесей, расчеты сложных колонн и их комплексов. На ранних этапах создания общих алгоритмов расчета процесса многокомпонентной ректификации введение различного рода допущений было вполне оправдано, так как основной целью работ являлась разработка методов решения систем уравнений математического описания и обеспечения сходимости итерационных схем решения. В дальнейшем введение учета неидеальности разделяемой смеси и концепции реальной ступени разделения потребовало существенной доработки созданных алгоритмов. При этом часто предпринимались попытки использования уже разработанных алгоритмов, например, основанных на концепции теоретической ступени разделения [202, 212] в решении задач с учетом реальной разделительной способности тарелки [230, 281], определяемой через коэффициент полезного действия (к. п. д. Мэрфри) [230, 281, 130] или к. п. д. испарения [230]. При этом отмечалось, что введение к. п. д. испарения более предпочтительно, чем учет разделительной способности тарелки через к. п. д. Мерфри [230, 281]. В таких алгоритмах обычно принималось допущение постоянства к. п. д. для всех ступеней разделения и относительно всех компонентов разделяемой смеси. Введение таких к. п. д. ступеней разделения приводит к большой вероятности появления на некоторых итерациях расчета отрицательных величин концентраций компонентов, что исключает возможность продолжения расчетов [130]. С целью преодоления таких трудностей обычно использовались либо различные модифицированные определения эффективности ступени разделения [230, 281], либо вводилась коррекция величин к. п. д. в процессе решения. Последнее в свою очередь может являться причиной зависимости получаемого решения от способа задания начальных приближений или даже получений неоднозначного решения задачи [130]. В то же время в результате ряда расчетных и теоретических исследований [130, 132, 183] было показано и подтверждено экспериментально, что эффективности ступеней разделения существенно различны и, кроме того, эффективность каждой ступени различна по отношению к компонентам разделяемой смеси. Возможным выходом из такой ситуации (необходимость учета указанных явлений при обеспечении достаточной устойчивости итерационных схем расчета) может служить прием, основанный на отказе от использования к. п. д. в математическом описании ступени разделения с реализацией прямого расчета, составов фаз, уходящих со ступени разделения [130]. В этом случае учиты- [c.52]