|
Начнём с описания конструкции, закончим объяснением
Снизу, из испарителя (или с ниже расположенной тарелки) поднимается пар.
На тарелке он смешивается с жидкостью, стекающей с верхней тарелки (флегмой), обогащаясь летучими компонентами. Обогощается он по дву причинам:
Первая: по закону Рауля пар, получающийся из жидкости, имеет бОлшее содержание летучего компонента, чем жидкость, из которой он получен.
Вторая: сверху стекает жидкость, ещё более обогащённая летучим компонентом.
Важно понимать, что процесс обмена компонентами происходит на границе раздела фаз; чем больше площадь контакта жидкости и пара - тем эффективнее работает тарелка.
Таким образом, пар, уходящий с последней тарелки будет иметь максимальную концентрацию летучего компонента. Но только в том случае, если количество флегмы равно количеству пара.
С точки зрения готового продукта этот режим бессмысленен - нет отбора продукта из колонны. Но как только мы включаем отбор - уменьшается количество флегмы. И пару просто не хватает материала для обогащения летучим компонентом до максимального. Если отбор мал - то концентрация летучего компонента на выходе близка к максимальной. А если отбор - 100%, то ректификационная колонна превращается в обычный дистиллятор. Очевидный путь решения проблемы - увеличение количества поступающего в колонну пара (увеличив нагрев испарителя). Здесь нет проблемм - пар двигается вверх из за разницы давлений. Но флегма двигается в обратном направлении! Под действием только силы тяжести и в противоток пару. При некоторой (критической) скорости пара флегма перестанет стекать вниз, колонна "захлебнётся". Её эффективность в этом режиме - ноль.Проблема получения максимальной производительности колонны при максимальной эффективности - обшая и, как муки женщин в роды ваши - неустранимая. Если вы на просторах интернета приобрели прибор, свободный от этих недостатков - вы приобрели не ректификационную колонну, а что-то другое. Кроме того, предлагаемые на этом сайте колонны - насадочные. Роль тарелки в них играет слой массообменной насадки. Смысл её работы тот же - обеспечение возможно бОльшей поверхности контакта фаз.
Но показатели эффективности у них, разумеется, разные.
Если у тарелки это КПД, то у насадки - ВЭТТ (высота, эквивалентная теоретической тарелке).
 В колонне используется одна из самых эффективных насадок. Смысл её работы в том, что между треугольными витками, смещёнными относительно друг друга, образуется множество тонких плёнок жидкости. Как у мыльных пузырей, натянутых на треугольную рамку. Массообменная поверхность - огромная при небольшом собственном объёме материала. Такие колонны эффективнее тарельчатых, но значительно более требовательны к нагрузке по пару.
Об этом - следующая статья.
|
Рубрикатор