Как увеличить скорость отбора тела на колонне.



Пример, работы колонны.Рассмотрим работу колонны в теоретических тарелках.

Предположим, что одна тарелка отбирает у пара 100 кДж энергии, тогда тубу колонны можно разделить на отсеки, в которых пар будет терять постоянно по 100 кДж энергии.

Теоретических тарелок будет больше вверху, так как они тоньше там, потому что флегма холоднее и она будет сильнее отбирать энергию у пара

Например, на рисунке внизу колонны будет 6 тарелок, а вверху 8.



как работает ректификационная колонна


Теоретические тарелки можно назвать по другому, линии обороны.

Эти линии будут препятствовать прохождению хвостов по трубе.

Например, в начале отбора тела, когда энергии у пара мало, и чтобы отсечь хвосты достаточно трех линий обороны, остальные будут в резерве.

Если температура в середине колонны поднимется, то это значит, нижние линии обороны сдались, хвосты прошли их.

Вы знаете, что дальше у вас еще достаточно высоты колонны, а значить и линий обороны. Если нет, то нужно бить тревогу, прекращать отбор или увеличивать количество линий обороны.

Как можно увеличить количество теоретических тарелок в колонне.

Увеличить количество теоретических тарелок в колонне можно с помощью, подачи большего объема флегмы вниз или охладить ее сильнее, направить на дефлегматор достаточно холодной воды.

Вместо прямоточного дефлегматора, можно использовать Димрот, у него КПД выше по охлаждению пара, флегмы, так как площадь поверхности контакта больше.

Дефлегматор, флегму ниже температуры перехода пара в жидкость охладить не может, он может смесить эту точку перехода вниз колонны.

На количество теоретических тарелок влияет насадка колонны, чем мельче она распыляет флегму, тем больше линий обороны в ней.

При использовании СПН насадки, теоретических тарелок будет больше, чем при использовании РПН сетки.

Чем мельче СПН насадка, тем больше в колонне теоретических тарелок.



Как узнать достаточно ли у вас теоретических тарелок в колонне.

Сделайте дробную перегонку ароматного спирт сырца с одной царгой.

Если запах будет проходить в отбор, то тарелок маловато, но это не значит, что нужно поднимать панику, просто нужно это учитывать, при подходе хвостов ближе к узлу отбора, раньше принимать решение по борьбе с ними.

Достаточное количество тарелок в колонне можно определить по времени подхода хвостов к термометрам.

Если, например температура начала расти в точке Б, а в точке А она поднимется только через пол часа, то по моему мнению в колонне достаточно теоретических тарелок.

У меня 2 дюймовая царга, высотой 0.5 метра, с СПН насадкой 3.5 мм, не пропускает аромат из спирт сырца, поэтому я считаю, что даже одной этой царги хватит для качественного отбора тела, вторая нужна только для подстраховки.



Способ ускорить скорость отбор тела в колонне.

Самогон, тело, мы собираем не из куба, а из узла отбора.

Узел отбора, это часть трубы. Чем больше мы туда загоним пара из куба, тем больше сможем забрать в отбор.

Как увеличить подачу пара в трубу, узел отбора из куба.

Увеличить количество пара в узле отбора можно за счет подачи большей энергии на нагрев куба.

Например, когда мы направляем в куб тепловой энергии, от индукционной плитки или ТЭНа в количестве 2000 Вт, то молекулы спирта забирают ее и улетают в трубу колонны.

От 2000 Вт в трубу может улететь, например 2 мл молекул, а от 2500 Вт в трубу полетит уже больше, например 2.5 мл молекул спирта.

Например, чтобы молекуле спирта улететь в трубу и добраться до узла отбора нужно 0.001 Вт энергии. Увеличив количество энергии при нагреве куба, мы просто раздадим большому числу молекул по 0.001 Вт энергии.

Вывод: чем сильнее нагреваем куб, тем больше молекул спирта залетает в трубу колонны и доходит до узла отбора.



Бесконечно увеличивать нагрев куба мы не сможем, потому что помешает захлеб в колонне.

Захлеб в колонне - это когда не хватает места в трубе поднимающемуся пару и спускающейся флегме.

Более энергичный пар выдавливает холодную флегму вверх, образуется бурление.

Флегма не спускается по трубе в нужном количестве и не отсекает хвосты, они доходят до узла отбора.

Отсюда следует, способ ускорения отбора тела на колонне, это увеличение диаметра трубы.



Увеличение диаметра трубы колонны, это конструктивное изменение, а как можно ещё ускорить процесс отбора тела.

Насадка в трубе колонны, это мусор для пара, она мешает ему продвигаться вверх.

Если бы не было насадки, то пара влезло бы больше в колонну.

Возникает мысль, нужно убрать насадку, но она необходима нам для равномерного распределения флегмы в трубе.

А что если насадку оставить в царге, но уменьшить ее количество, тогда пара войдет в колонну больше.

Недостаток этой идеи, уменьшиться число теоретических тарелок, линий обороны. Хвосты будут проходить дальше по трубе.

Компенсировать этот недостаток можно, увеличив высоту колонны.

Мы нарастим трубу, тем самым сохраним первоначальное число теоретических тарелок.



Уменьшить препятствие для пара можно заменив СПН насадку размера 3.5 мм на 5 мм или на РПН сетку.

Насадка в трубе должна быть однородной, чтобы не было бутылочного горлышка.

Средняя скорость движения автомобилей на дороге, определяется скоростью движения на ее узком участке.

Если мы смешиваем СПН насадки разных размеров, например 3.5 мм и 5 мм, то нужно делать это по всей длине колонны.

Что делать если мы решили поставить на крышку куба, с выходом 1.5 дюйма 2 дюймовую царгу или большего размера.

Выход в 1.5 дюйма мы не засоряем насадкой.

Вниз царги устанавливаем РПН сетку, чтобы не было резкого перехода из 1.5 дюйма в 2 дюйма, а сверху засыпаем СПН насадку.

Так можно и поступить, если мы устанавливаем на колонну царги разных диаметров.

В первую царгу 1.5 дюйма от куба, устанавливаем РПН сетку, а во вторую 2 или 3 дюймовую, вначале РПН сетку, а затем СПН насадку.

Зачем мы делаем это, увеличиваем количество теоретических тарелок в колонне, за счет СПН насадки.

Придерживаемся правила, сечение свободного пространства царг с разными насадками должно быть одинаковым.

Если вдруг свободное сечение будет больше во второй, верхней царге, то это не страшно, потеряем только в скорости отбора.

Захлеб колонны будет вверху.

Если же плотность насадки будет больше в нижней царге, то захлеб будет в переходе царг.

Выход уменьшайте плотность насадки в нижней царге.



Способ увеличить скорость отбора тела на колонне с узлом по жидкости.

Когда мы собрали головы и отбор тела только начался, энергия полета у молекул не большая, так как температура куба низкая.

Так как хвосты еще слабые, их можно остановить меньшим количеством теоретических тарелок, то зачем нам подавать в колонну много флегмы.

Обычно мы отправляем 3 части пара во флегму, а одну часть отбираем.

Мы можем, например отбирать 1.5 или 2 части пара, остальные пускать во флегму.

Отбор тела увеличится.

Как только температура в кубе будет расти, то количество флегмы нужно наращивать до 3 частей.

Как практически сделать это.

Начали отбирать тело, 3 части пара идет во флегму, а 1 часть собираем.

Начинаем постепенно уменьшать количество флегмы и смотрим на датчик температуры, он должен стоять на месте или на 0.1C подняться.

При росте температуры увеличиваем, подачу флегмы, до стабилизации температуры, до первоначального уровня.

Способ увеличения скорости отбора с помощью уменьшения подачи флегмы, можно делать только на колоннах с узлом отбора по жидкости, по пару не получиться, там пропорции устанавливаются автоматически.



Как увеличить скорость отбора тела на колонне.