2. Показатели эффективности работы.

В определенном диапазоне нагрузок ситчатые тарелки обладают довольно большой эффективностью. Для того, чтобы КПД тарелки не уменьшалось резко, давление и скорость газа (пара), проходящего через отверстия тарелки, должны быть достаточными для того, чтобы преодолеть давление слоя жидкости на тарелке и предотвратить тем самым стекание жидкости через отверстия.

Кроме того, протекание жидкости через отверстия увеличивается с увеличением диаметра тарелки и при отклонении от строго горизонтального положения. Поэтому диаметр и число отверстий следует подбирать такими, чтобы жидкость удерживалась на тарелках и не увлекалась механически паром. Обычно принимают диаметр отверстий ситчатых тарелок 0,8-3 мм.

Ситчатые колонны эффективно работают только при определенных скоростях ректификации, и регулирование режима их работы. При значительных нагрузках потеря напора довольно большая. Кроме того, как указывалось ранее, тарелки должны быть расположены строго горизонтально, т.к. иначе газ (пар) будет проходить через часть отверстий, не соприкасаясь с жидкостью. А в случае внезапного прекращения поступления газа (пара) или значительно снижения его давления тарелки ситчатой колонны полностью опоражниваются от жидкости, и для достижения заданного режима процесса требуется вновь пустить колонну.

Чувствительность к колебаниям нагрузки, а также загрязнениям и осадкам, которые быстро забивают отверстия тарелки, ограничивают область использования ситчатых колонн. Но для ректификации спирта и жидкого воздуха (кислородные установки), главным образом применяют именно их.

Для повышения эффективности ситчатых тарелок увеличивают длительность контакта между жидкостью и газом (паром), например, принудительным круговым движением жидкости на тарелке при одинаковом направлении её движения на всех тарелках колонны.

3. Производительность, возможности ее регулирования и повышения.

Производительность по жидкости L, м З /(м 2 . с), рассчитанная

на площадь свободноrо сечения колонны, и производительность

по пару, или F..фактор пара,

­F = w'/­ Рп,

­rде F - в (м/с); w' - скорость пара (raзa), рассчи­танная на свободное сечение колонны, м/с; Рп ­ плотность пара (raзa).

Эффективность контактного устройства, которую для тарельчатых аппаратов оценивают через кпд по Мерфи, представляющий собой отношение изменения доли паровой y (или жидкой х) фазы на тарелке к изменению долей этих фаз при достижении равновесия:

­ = (Ук - Ун)/(У*-­ ун),

­rде Ун, Ун' у* - конечная, начальная и равновесная концентрации леrколетучеrо компонента на тарелке в паровой фазе, ­­гидравлическое сопротивление контактных устройств характеризует энергетические затраты на проведение процесса.

Отношение ­p к КПД контактного устройства характеризует гидравлическое сопротивление теоретической тарелки.

Диапазон устойчивой работы контактного устройства ­ отношение максимальной и минимальной производительности по rазу (пару), при котором устройство работает без заметноrо снижения эффективности. Эrот показатель весьма важен в условиях, коrда изменение производительности по пару значительно по высоте аппарата.

При оценке контактного устройства можно учитывать и такие параметры, как возможность работы на средах, склонных к полимеризации, технолоrичность, удельная металлоемкость и др.

Материальный баланс описывается следующими уравнениями:

G_f = G_d + G_W

по легколетучему компоненту

G_fx_f = G_dx_d + G_Wx_W

Отнесем массы исходной смеси, кубового остатка и флегмы к 1 кмоль дистиллята и обозначим: G_f/G_d = F; G_w/G_d = W; Ф/G_d = R.

Последнее отношение называется флегмовым числом.

Тарелка питания разделяет ректификационную колонну на две части: верхнюю, или укрепляющую, и нижнюю — исчерпывающую.

В реальной ректификационной колонне равновесие между фазами не достигается и всегда реальная концентрация меньше концентрации поглощаемого газа в жидкости, находящейся в равновесии с поступающим газом. Отсюда следует, что действительный удельный расход l всегда должен быть больше минимального значения lmin.

Производительность колонны повышается, если установить дополнительный штуцер для отвода паров из куба. Производительность ректификационной колонны, стоящей отдельно от куба, сильно зависит от площади соединительного штуцера.