ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование нестационарного движения фаз и его реализаРАСЧЕТ СИСТЕМ РАЗДЕЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ГОМОТОПИИ из "Основы конструирования и проектирования промышленных аппаратов" Циклический режим работы характеризуется поочередной подачей в аппарат контактирующих фаз через контролируемые промежутки времени. [c.212] Цикличность подачи паровой фазы осуществляется клапаном, установленным между кубом и колонной на линии подачи паровой фазы, при этом тепло в куб подается непрерывно. Для циклической подачи жидкости используют клапаны, установленные на линии сырья и орошения флегмы. Тепло дефлегматора отводится непрерывно. [c.212] Организовать процессы циклической ректификации и абсорбции можно тремя путями. Наиболее простым является случай непрерывной подачи жидкой фазы (верхнего орошения и сырья), в то время как паровая фаза подается через определенные промежутки времени при этом жидкость по тарелкам движется в отсутствие парового потока. [c.212] Вторым путем осуществления циклической ректификации и абсорбции является циклическая подача как жидкой, так и паровой фаз. Если в предьщущем случае происходит накопление жидкости на тарелке верхнего орошения и тарелке питания за период движения пара, то при циклической подаче обеих фаз накопления жидкости не будет. Конструктивно процесс оформлен аналогично. [c.212] Принципиально отличительным является метод циклической подачи жидкости и непрерывной подачи пара. В этом случае скорость пара в полном сечении колонны поддерживают постоянной. При осуществлении слива жидкости для снижения скорости пара необходимо увеличивать живое сечение тарелки. Конструктивное оформление процесса в этом случае весьма сложно. [c.212] Циклический метод ведения процесса привлек большое внимание исследователей и практиков. Уже первые работы по циклической ректификации показали рост производительности и эффективности разделения в 2-3 раза по сравнению с обычными методами ведения процесса. При этом возможна большая гибкость управления процессом за счет изменения длительности подачи той или иной фазы. [c.212] Отмеченные выше преимущества циклической ректификации и абсорбции представляются весьма заманчивыми для внедрения в промышленность. Однако некоторые результаты работ поколебали оптимизм исследователей. Так, была обнаружена плохая управляемость колонной с числом тарелок более 10-12, обусловленная инерцией парового потока в колоннах с ситчатыми тарелками больших диаметров не наблюдается рост эффективности. [c.213] В связи с этим был проведен широкий ряд теоретических исследований циклических процессов. [c.213] Лойд с соавт. на основании уравнений баланса для периода движения пара и жидкости провел сравнение циклического и обычного процессов. При этом вводились следующие допущения полное смешение жидкости в период движения пара, постоянная и равная эффективность по Мерфри для всех ступеней, поршневой характер слива жидкости и отсутствие массопереноса при сливе. Была рассмотрена ректификация бинарной смеси для случая полного конденсатора. [c.213] Комбинируя уравнения (4.28)-(4.29), описывали полный цикл работы колонны. Решение дифференциальных уравнений осуществлялось методом конечных разностей. На рис. 4.13 дано сравнение вычисленных значений общей эффективности ступени для обычного и циклического режима. [c.214] Расчеты изменения движущей силы процесса в цикле представлены на рис. 4.14. [c.214] При этом предполагается наличие аналогии между профилями концентраций жидкости на обычной тарелке в случае идеального вытеснения и профилем концентраций во времени на тарелке, работающей в циклическом режиме. При поршневом сливе жидкости с тарелки, работающей циклически, аналогия становится полной. [c.215] На рис. 4.15-4.17 представлен характер зависимости расчетной эффективности от ф, А. и tiqv для трех рассмотренных моделей. [c.216] Из данных рис. 4.17 можно заключить, что существует периодическая зависимость эффективности от доли жидкости, стекающей за один цикл ф. При целых значениях ф имеют место локальные максимумы эффективности это можно объяснить как следствие двух эффектов во-первых, возрастания концентраций жидкости в конце периода движения с ростом ф и, во-вторых, снижения концентраций жидкости в конце парового периода в случае удлинения его с увеличением ф для постоянного X. Первый эффект доминирует, когда ф достигает целых значений, в то время как второй имеет место для ф, больших 1,2,3 и т. д. [c.216] Рекомендуемые значения долей жидкости ф составляют от 0,6 до 0,9. Насадочные тарелки при этом допускают меньшую степень смешения жидкости при сливе, чем ситчатые. [c.216] Соммерфельдом были обобщены ранее изложенные соображения, касающиеся эффективности циклической ректификации, и показано, что циклическая абсорбция более эффективна, чем обычная. [c.217] Эффективность тарелки в обычном режиме составила 49,5% при расходе сырья 0,34 мVч и флегмовом числе 3,8. Диапазон устойчивой работы в обьмном режиме очень узкий. При работе в циклическом режиме не было обнаружено повышения эффективности разделения тарелки, но существенно возросли производительность колонны и диапазон ее устойчивой работы. Соотношение варьировалось от 1 до 4. Период движения жидкости ( ) изменялся от 2,5 до 8 с. Период движения пара изменялся от 5 до 10 с. Была отмечена трудность управления колонной с большим числом тарелок из-за инерции парового потока и установлено, что основной трудностью является обеспечение поршневого движения жидкости при сливе. [c.218] Первые работы отечественных исследователей в области циклической ректификации относятся к началу 1970-х годов. [c.218] Конобеевым с соавт. было проведено исследование ректификации на системе метанол - этанол под атмосферным давлением при бесконечной флегме. Ситчатые и насадочные тарелки устанавливались в колонне диаметром 50 мм. Повышение эффективности по сравнению с ситчатой тарелкой, работавшей в обьином режиме, составило 1,5 раза, при этом на эффективность разделения оказывало положительное влияние увеличение слоя насадки на тарелке. [c.218] Следует при этом отметить, что при разработке системы управления и конструкций тарелок могут возникнуть определенные трудности. [c.219] Вернуться к основной статье