Пропускная способность ректификационной колонны. Захлебывание

Ректификация (от лат. rectificatio – исправление, выпрямление), четкое разделение жидкостей на отдельные компоненты, у которых различные температуры кипения, путем конденсации паров и испарения жидкости.

Для ректификации обычно используются аппараты, которые называются ректификационными колоннами. Подробнее об их устройстве и принципе работы вы можете узнать в статье «Устройство и принцип работы ректификационной колонны».

Вне зависимости  от контактных элементов, которые применяются в колонне схема ее работы остается постоянной – конденсируемый пар поднимается вверх, а флегма (тяжелые фракции) движутся вниз.

Существует предельная скорость движения пара, при достижении которой флегма замедляет свою скорость течения в куб, а затем и вообще останавливается и накапливается в ректификационной части колонны. Так происходит захлебывание. Его можно отследить по резкому перепаду давления в колонне, постороннему шуму  или услышав «булькающий» звук в колонне. Чтобы этого избежать следует четко следовать правилам, изложенным в инструкции по эксплуатации ректификационной колонны.

Скорость пара зависит от конкретных контактных элементов, заполняющих внутреннюю часть колонны. Разные элементы имеют свою скорость движения спиртового пара, обычно она бывает в диапазоне от 0,5 до 1,2 м/с. Это максимальная пропускная способность ректификационного аппарата, выражающаяся расходом пара на единицу площади полного сечения колонны. Эта величина зависит от контактных элементов которые использовались в колонне и она находится в диапазоне от 2000-7000 (кг/ч)/м². 

Ректификационные колонны могут работать и с меньшим потоком пара, вне зависимости от контактных элементов, но их эффективность в большей степени реализуется вблизи состояния захлебывания. Обычно колонны разрабатывают с таким рабочим режимом, который предельно приближен к максимальной пропускной способности колонны.

В процессе ректификации колонну допустимо нагружать только до той технологической мощности, которая является предельно допустимой для аппарата и указана в его инструкции по эксплуатации. Если увеличить предельную мощность, то ускорится движение паров в колонне и, следовательно, произойдет ее захлебывание.

Захлебывание колонны может также произойти и при допустимой технологической мощности. На это существует несколько причин:

1. Засорение пеной нижней части ректификационной колонны. Это происходит, когда испарительная емкость переполнена брагой или перерабатываемой жидкостью. Причиной является нарушение инструкции по эксплуатации.
2. Напряжение в сети более 220 В – это увеличивает тепловую мощность ТЭНа*.
3. Сильное понижение атмосферного давления, обычно это происходит при эксплуатации колонны в высокогорной местности.
4. Сильный нагрев ректификационной колонны. Достаточно его уменьшить и работа пойдет как положено.
5. Конструктивные ошибки. Обычно такое чаще всего случается только в колоннах сделанных своими руками. Устранить погрешности можно переделав аппарат.

*ТЭН – трубчатый электронагреватель.