Wybór opakowania do kolumn rektyfikacyjnych i zacieru

Wcześniej czy później wszyscy właściciele aparatów kolumnowych stają przed problemem doboru optymalnego wypełnienia. Zazwyczaj decyzję podejmuje się na podstawie zaleceń producenta kolumn lub porad na forach. Problem polega na tym, że często informacje na temat popularnych zasobów internetowych nie są obiektywne, ponieważ producenci i sprzedawcy załączników w sposób jawny i dorozumiany sponsorują posty wychwalające ich potomstwo. W tym artykule postaramy się na podstawie obliczeń obiektywnie ocenić właściwości najpopularniejszych dysz: spiralno-pryzmatycznych (SPN), zwykłych drutowych (siatki Panczenkowa, RPN) oraz domowych myjek metalowych.

Przy wyborze opakowania głównymi kryteriami są przepustowość i zdolność separacji. Oczywiście ważna jest waga i cena. Połączmy ze sobą wszystkie te wskaźniki, aby zrozumieć, co otrzymujemy za nasze pieniądze.

Od razu zastrzegamy, że separacja i przepustowość kolumny zależą nie tylko od właściwości wypełnienia, ale także od innych czynników: współczynnika deflegmacji, mocy grzewczej, pionowego położenia kolumny, jakości wypełnienia wypełnienia, straty ciepła itp. Dlatego oceniając wypełnienie będziemy je tylko demontować. możliwości i ograniczenia, bez odniesienia do konkretnego typu lub konstrukcji słupa.

Zdolność separacji wypełnienia zależy od powierzchni styku między parą a refluksem. Innymi słowy, pole powierzchni zwilżonego wypełnienia. Przepustowość - objętość wolna od pakowania i refluksu.

Obie te wartości można określić za pomocą prostych obliczeń. Zróbmy je na przykładzie popularnej dyszy SPN 3.5. Jako dane początkowe potrzebne będą następujące cechy dyszy:

• waga jednego litra (P) - 1050 gramów;
• średnica drutu (D) - 0,25 mm;
• jeśli dysza została wytrawiona, należy wziąć pod uwagę głębokość trawienia (Ht) - 0,01 mm i gęstość materiału (Ro) - 7,9 g / cm³;
• Z danych eksperymentalnych weźmy wartość retencji refluksu na jeden litr wypełnienia (Vf) - 150 cm³.

1. W jednym litrze objętości kolumny wypełnienie zajmie (cm³):

V = P / Ro-

V = 1050 / 7,9 = 133 cm³.

2. Średnica trawionego drutu wynosi (mm):

Dt = D - Ht-

Dt = 0,25 - 0,01 = 0,24 mm.

3. Powierzchnia kontaktu pary z 1 litrem zwilżonej dyszy (cm²):

S = 20 * ((2 V + Vf) / Dt)-

S = 20 * (2 * 133 + 150) / 0,24 = 34667 cm².

4. Wydajność 1 litra zwilżonej dyszy (%):

Psp = (1000 - V - Vf) / 10-

Psp = (1000 - 133 - 150) / 10 = 71,7%.

Dość łatwo jest powiązać koszt dyszy z uzyskaną charakterystyką. Cenę dyszy dzielimy przez powierzchnię styku i przepustowość, w efekcie otrzymujemy ile zapłacili.

Wytrawiona dysza SPN 3.5 wykonana z drutu 0,25 mm kosztuje od producenta około 33 USD za litr. Oznacza to, że każdy centymetr kwadratowy powierzchni kontaktu między parą a refluksem kosztuje 0,1 centa, a każdy procent przepustowości kosztuje 46 centów. Ale te liczby same w sobie niewiele mówią. Porównajmy dyszę wykonaną z drutu o różnej grubości, która ma różne ciężary na litr..

Światło SPN	Średnia SPN	SPN ciężki	RPN
Masa dyszy (g / litr)	800	1050	1800	450
Średnica drutu (mm)	0,2	0,25	0,4	0,24
Powierzchnia kontaktu (m2 / litr)	3.5	3.3	3	2.1
Wydajność (%)	75	72	62	79
Cena za litr ($)	28	33	60	22
Koszt 1 mkw. cm powierzchnia kontaktu (centy)	0,08	0,1	0,2	0,1

Wraz ze wzrostem wagi jednego litra dyszy wzrasta koszt zdolności separacji, ten sam wynik uzyskuje się za coraz więcej pieniędzy. Ponadto zmniejsza się przepustowość, co oznacza, że ​​wcześniej dojdzie do powodzi i generalnie będziesz musiał pracować z niższą produktywnością..

Na początku wydaje się, że najbardziej opłacalna dysza przełącznika zaczepów, koszt jej zdolności rozdzielania jest taki sam jak w przypadku średniego ciężaru SPN, problem polega na tym, że zdolność separacji jest półtora raza gorsza.

Wśród popularnych nasadek, takich jak gąbki RPN i SPN, SPN jest niekwestionowanym liderem pod względem zdolności separacji..

Potwierdzają to praktyczne wnioski gorzelników. Na przykład eksperyment z destylacją alkoholu rozcieńczonego do 40% na półmetrowym caru. Po niewielkiej selekcji „główek” kolejno i w tych samych warunkach, wybrano 100 ml alkoholu za pomocą tsargi wypełnionej SPN, RPN i myjkami. W rezultacie przy zastosowaniu SPN siła selekcji wyniosła 96,4%, RPN - 94,4%, myjki - 93,2%. To wyraźnie ilustruje możliwości tych załączników..

Jeśli poważna luka między SPN jest ogólnie przewidywalna, to duże opóźnienie myjki z RPN nie jest dostrzegane na pierwszy rzut oka i jest sprzeczne z ogólnie przyjętymi dogmatami. Ale eksperyment nie jest trudny i każdy może go łatwo powtórzyć..

Jeśli mówimy o koszcie wypełnienia kolumny wypełnieniem, to jest się czym dziwić. Aby wypełnić 1,5-calową kolumnę o wysokości 1 metra, będziesz potrzebować albo pary ściereczek z myjki i 1 litra dyszy SPN kosztującej 1750 rubli lub 10 watów RPN o długości 40 cm, łącznie 1250 rubli. W przypadku dwucalowej kolumny o wysokości 60 cm, o tej samej objętości, potrzebujesz 6 wad RPN za kwotę 1350 rubli. Czy oszczędności są tak duże, jak się powszechnie uważa? To bardziej oszukiwanie samego siebie.

Analizując możliwości dyszy, nie zapominajmy, że pomimo tego, że dysza z cienkiego drutu wykazuje najlepsze obliczone wyniki, to może się marszczyć. Doprowadzi to do zlokalizowanych fok, które staną się kieszeniami zalania lub zawieszenia flegmy..

Optymalna średnica drutu dla SPN 2 wynosi 0,2 mm, dla SPN 3 - 0,22-0,25 mm, dla SPN 3,5 - 0,25-0,28 mm.

Na przykład porównaj dyszę o gęstości 1600 g / litr i grubości drutu 0,25 mm z dyszą o gęstości 1200 g / litr i grubości drutu 0,35 mm. Na pierwszy rzut oka różnica nie jest oczywista, ale z wykresów widzimy, że pierwsza dysza ma powierzchnię styku około 4,5 m²/ litr przy przepustowości około 600 cm²/litr. Drugi utrzymuje wskaźniki na poziomie 2,3 m²/ litr i 750 cm²/ litr odpowiednio. Oczywiste jest, że zdolność separacji pierwszej dyszy jest nieporównywalnie większa, wybór między nimi staje się jasny.

Podsumowując, nie będzie zbędne przypominanie, że nie można wierzyć w ustalone dogmaty dotyczące taniości i skuteczności niektórych dysz. Musisz sam policzyć wszystko i nie paść ofiarą płatnej reklamy. Udostępniliśmy do tego narzędzie.

Autor artykułu IgorGor.