22. Как влияет флегмовое число на энергетические затраты и размеры ректификационной колонны?

Чем больше флегмовое число, тем меньше число теоретических ступеней разделения (теоретических тарелок), а, следовательно, и необходимая высота ректификационной колонны. Но одновременно с этим происходит увеличение потоков пара и флегмы, что требует увеличения сечения колонны и энергетических затрат. И наоборот.

23. Как на практике можно изменять флегмовое число на работающей установке?

Изменяя соотношения расходов флегмы и дистиллята, можно изменять рабочее флегмовое число и тем самым изменять состав получаемого дистиллята, т.е. управлять колонной.

24. Как рассчитывают число тарелок и высоту ректификационной колонны?

Если требуется произвести расчет тарельчатого колонного аппарата, то для определения его высоты необходимо знать число тарелок. Для этого используют метод теоретических тарелок. При этом, под понятием "теоретическая тарелка" понимают такой диффузионный объем, в котором соприкасающиеся фазы находятся в состоянии равновесия, т.е. составы удаляющегося с такой тарелки газа и стекающей с нее жидкости равновесны друг другу.

Переход распределяемого компонента из газовой фазы в жидкую:

Из точки А с координатами у_н, х_к проводим вертикальную линию АВ до пересечения с линией равновесия, а затем горизонтальную прямую ВС до пересечения с рабочей линией. Полученная ступень АВС изображает изменение составов обеих фаз на теоретической тарелке.

Как видно, для нее характерно, что состав газа, удаляющегося с тарелки у₁, равновесен составу жидкости, стекающей с нее х_к. Строя таким образом последовательно ступени до пересечения с ординатой у_к, отвечающей составу газа, удаляющегося с верхней (последней) теоретической ступени, находят число теоретических тарелок N_т = 3.

П ереход распределяемого компонента из жидкой фазы в газовую:

В случае перехода распределяемого компонента из жидкой фазы в газовую фазу, то из точки А с координатами х_н, у_к проводим горизонтальную прямую АВ до пересечения с линией равновесия, затем вертикальную прямую ВС до пересечения с рабочей линией.

Последовательно строя таким образом ступени изменения концентрации до пересечения точки К с координатами х_к, у_н, находят количество теоретических тарелок. Для нашего примера N_т = 3.

Для расчета числа действительных тарелок, как в 1-ом примере, так и во 2-ом, используют коэффициент полезного действия η < 1, который учитывает действительную кинетику процесса на тарелках и зависит от множества факторов: скоростей движения фаз, их перемешивания, направления их движения, физических свойств и т.д.

Значения η находятся в пределах от 0,3 до 0,8. Учитывая это число действительных тарелок выбранной конструкции всегда больше числа теоретических тарелок .

Высоту тарельчатой части массообменной колонны определяют по формуле , где – расстояние между тарелками ( = 200 – 600 мм).

25. Что понимают под названием "теоретическая тарелка"?

Под понятием "теоретическая тарелка" понимают такой диффузионный объем, в котором соприкасающиеся фазы находятся в состоянии равновесия, т.е. составы удаляющегося с такой тарелки газа и стекающей с нее жидкости равновесны друг другу.