Размышления о эмульгационном режиме колонны

[GrOV]

Перечитав Стабникова задумался над параграфом 4 - Гидродинамика насадочных колон (стр 138), хотя окончателным посылом к написанию этой темы послужила цитата Игоря из темы о "Место установки датчика температуры в колонне." открытой Сергеем...

Если рассмотреть график зависимости числа ступеней разделения от ФЧ,мы увидим резинкуа, пришпиленнуя к нулевой отметке при ФЧ=0 и к максимальному числу при ФЧ равном 100 (отбор 50 мл/час при киловаттном нагреве). Как  ведет себя резинка  между этими точками, насколько она выпукла, зависит от потока пара, имея максимальную выпуклость при оптимальном режиме, и менее высокие расположения при других режимах парового потока.
Все сказанное относится только к колоннам с СПН и - возможно - с регулярными сетчатыми или проволочными насадками. Работа колонн с массивными насадками (шары, кольца, керамзит), пленочных колонн типа пустой трубы, колонн с тарелками оисывается другим образом.

Так сказать, стала последней каплей, заставившей меня потерять терпение и  искать пути оптимизации пресловутой скорости пара в насадке и взаимодействия последнего с флегмой...


Вот чуть-чуть первоисточников (Стабников), чтобы было понятно о чём веду речь...
Сначала параграф 6:

[attach=5]

[attach=6]

Далее параграф 4:

[attach=1]

[attach=2]

[attach=3]

[attach=4]

Подчеркнул красным то, на чём пытаюсь заострить внимание...

Теперь мысли:

Мы гоняем наши колонны в предзахлёбном режиме. Таким образом эффективное разделение в наших условиях достигается только на участке резко восходящей линии графика 2 рис.IV-10 на третьей слева картинке (стр.141, снизу)...Она обеспечивается заданной нами скоростью пара в насадке...Любое , даже небольшое, изменение давления в кубе(напряжение питающей сети), изменение количества флегмы(Т охл. воды) и т. д. приводит к выходу из этого режима, либо существенному снижению эффективности разделения, либо захлёбу(в другую сторону) - что совсем не желательно.
Стабников предлагает описанное выше решение - режим принудительного эмульгирования.  Это я представляю себе как заполнение колонны парожидкостной субстанцией до уровня устройства для разрыва сифона, обозначенной на картинке ниже линии сечения  А-----А
[attach=7]
Выше сечения,мне представляется, у колонны будет либо промежуточный, либо турбулентный режим (пользуясь определениями Стабникова), хотя максимальное количество флегмы в верхней части колонны(непонятно  :()...

Вот , собственно , вопрос:

Применив схему принудительного затопления насадки, которая обеспечивает режим эмульгирования (насадка занимается условно хаотическим перерасределением направления потоков парожидкостной смеси, уничтожением отработавших и созданием новых областей турбулентной диффузии для эффективного массообмена), мы сможем работать не теряя особенно в эффективности разделения при более широких пределах изменения скорости пара.
Как пишет Стабников - практически при любой (стр 140 - подчёркнуто красным).
А значит более лояльно относиться ко всяким неожидоннастям типа падения напряжения в сети( для меня очень критично!)и прочим возмущающим воздействиям...Хотя, естественно, далеко уходить от оптималных значений настоятельно не  рекомендуется...
Кроме того, думается, уменьшится пристеночный эффект(жидкость кипит во всём объёме - в глубине насадки и у стенки) да и некоторые другие плюсы ожидаются...
Стоит ли городить огород и пытаться запустить такую схему работы?
Переделки - доделки не сулят больших затрат.
Буду благодарен за советы, коллеги...

[engine]

Вот слушаю Сергея , вроде всё понимаю, соглашаюсь)), взвешиваю все факторы-, ну хоть ты перевернись, интуитивно "мой компьютер" выдаёт предзахлёбный режим...(как оптимальный), блин, вот что значит инерция мышления.., мне очень хочется, что бы эта тема не пропала, а развивалась..( а то ходит она ,эта проблема , из раздела в раздел, из форума в форум.., я понимаю, конечно, что догма на ХД сейчас классическая, предзахлёбная, выгодная.., но точно есть зерно истины и в альтернативном видении) мне не хочется следовать "академическому" пути, т.е., если плохо разбираешься, открыл умные книжки и вот ты уже ДАртаньян с высоким и поучательно-снисходительным слогом)))

ПС у меня сейчас 3 разные колонны и намерен я их гонять на разных режимах))) вот бы ещё лабораторию с экспресс анализами.., но за неимением, будем пользовать свой многострадальный органон...))))

ппс Сергей, ещё бы автоматику Руди прилепить..,как там динамика?

[Игорь]

Принудительная эмульгация - это зеркальное отображение привычной нам схемы. В привычной схеме флегма течет пленкой вниз в потоке восходящего пара, в той схеме - наоборот, пузырьки воздуха поднимаются в столбе медленно нисходящей флегмы. На мой взгляд тут и насадке не нужна. Нужен только хороший распылитель пара - весь обмен будет происходить на колоссальной поверхности пузырьков.

[engine]

я бы хотел, что бы этот процесс был рассмотрен на колоссальной поверхности насадки.

[forhlam]

Нужен только хороший распылитель пара

m16, помнится, экспериментировал с хитрым барботером...

[engine]

оффтоп:
у меня возникло желание: завести на форуме букварь или систему отсчёта: СО))) начать с того что такое 2х2, затем далее,  оределиться, что такое какой режим))) мне кажется, что когда договоримся, то потом легче будет))))) сильно предлагаю сделать это Игорю :) :) :)
а потом....., я попытаюсь смешать эти режимы)))) , но без драки, а в научной дискуссии))), думаю, многие с удовольствием подключаться.., вот и "родим" что-нибудь оригинальное))) ;) :)

[Игорь]

я бы хотел, что бы этот процесс был рассмотрен на колоссальной поверхности насадки.

В затопленном слое на поверхности насадки обменных процессов не будет - они происходят на границе пар-флегма, а она в таком варианте будет именно на поверхности паровых пузырьков. если пузырьки будут стремиться объединяться (а это плохо), насадка может помешать объединению пузырей. Но если пузырьки будут подниматься как в аквариуме, без объединения, на мой взгляд насадка только помешает. Ее можно применить над эмульсионным слоем, выше принудительно затопленного уровня.

[engine]

вот в этом месте я и думаю о том, что, возможно не предзахлёб - это и есть смешение режимов))))может где то на трети и будет происходить"пограничное" состояние и всё это, так сказать "ссумируется"?

[engine]

опять же здесь важна характеристика насадки, а , особенно- длина царг...

[GrOV]

Стабников пишет (опираясь на Кафарова) что режим свободной турбулентности соответствует минимальному удельному весу парожидкостных эмульсий...Без насадки или ситчатых тарелок, которые играют роль сепараторов-распределителей-организаторов парожидкостных локальных потоков, не добиться выплонения этого ключевого условия. Существующая вязкость водоспиртовой смеси при температурах ректификации не позволит добиться нужной степени "вспенивания" эмульсии, причём не с долгоживущей пеной, а постоянно вновь образующейся и разрушающейся...
Так что похоже - без насадки никуда....Система не будет работать должным образом...

[GrOV]

Мне думается - В режиме принудительного эмульгирования длина царг  вряд ли будет иметь решающее значение - работать должно по общим правилам - 10-20 диаметров...

[vadiv]

Но если пузырьки будут подниматься как в аквариуме, без объединения, на мой взгляд насадка только помешает.

Вот здесь и есть интересный момент. Мы зациклилиь на флегме стекающей по насадке... убираем пристеночный эффект, возвращаем флегму в центр ... но есть обратная сторона медали. Давайте придумаем оптимальный способ и параметры подачи пара к флегме, для достижения мах. площади контакта. Ведь даже в аквариуме ставят ... распылители воздуха, а не просто барботер. Мне кажется если найти "правильные" параметры подачи пара (предположим при предзахлебном давлении) можем перейти на новый уровень ректификации.
ИМХО высказано как направление мысли. 

[GrOV]

vadiv, весь прикол в том что неинтересна существующая общая площадь контакта, интересна вновь образуемая...Похоже насадка-это совокупность центров образования пузырьков пара(вскипания) и ,частично, конденсации(схлопывания), частично сепаратор всплывающих пузырьков...
То бишь при каких условиях количество вновь образуемых пузырей в единицу времени будет максимально и при этом не произойдёт выброса в дефлегматор(захлёб) - вот эти параметры нам и нужны...Жидкость кипит во ВСЁМ объёме насадки одновременно и непрерывно...за счёт потока поступающего снизу пара...

[vadiv]

То бишь при каких условиях количество вновь образуемых пузырей в единицу времени будет максимально и при этом не произойдёт выброса в дефлегматор(захлёб) - вот эти параметры нам и нужны...

Ты не понял о чем я писал.

интересна вновь образуемая..

Так вот для увеличеия вновь образуемой площади, я и предлагаю рассматривать не только флегму и "оптимизацию" ее движения и барботажа, но и оптимизацию подачи пара в насадку. Предположим подавать пар через распылитель в захлебнутую часть колонны ..  а дальше через рассекатели для пара в "рабочую" часть насадки (это для примера) 

[Игорь]

Не забывайте о том что процесс должен проходить на фоне постоянного движения флегмы сверху вниз, Если пар будет ломать это направление, если флегма будет интенсивно уноситься верх, это будет не эмульгационная колонна, а просто захлебнутая, затопленная насадочная, разделение которой никакое.

А как примеси отбирать?

Да как обычно.