Как можно "проскочить" оптимальное флегмовое число и как этого не сделать?
назад http://www.proza.ru/2017/06/03/104
В предыдущей статье мы установили, что уменьшение совокупного выхода продукта на р-колоннях с регулировкой флегмового числа (далее ФЧ)(например, колонна Люкссталь-2) происходит в результате устновки заниженного (против оптимального) значения ФЧ. Разберёмся теперь, как это происходит и что делать.
Чем больше степень уменьшения дисперсии компонентов требуется для отгона, тем точнее нужно настраивать ФЧ (флегмовое число)
Ибо при его занижении степень очистки падает, а при его завышении уменьшается производительность (но это только при отгоне на р-колоннах с (независимым) дефлегматором, ибо только для них имеет смысл понятие флегмовое число, то есть выход (=объёмная скорость) флегмы (то есть конденсата продуктов испарения) по отношению к выходу (=объёмной скорости) собственно продукта ректификации.
При 100%-ном направлении всей воды на охлаждение дефлегматора получается ФЧ=бесконечность.
Но практически 100%-ного охлаждения дефлегматора не получается. (поэтому и не получается ФЧ= бесконечность. И это даже практически видно. А именно, по тому, как продолжается при этом отток голов, хотя и с очень малым расходом.) Ибо даже при 100%-ном открытии винта Гофмана (который перераспределяет поток воды от дистиллятора к дефлегматору) поток воды идёт, по идее, 50%но, как на дистиллятор, так и на дефлегматор)
Есть и такие значения ФЧ, при которых и степень очистки низка и производительность (в целом) не увеличивается. Ибо, поскольку цикл отгона в результате проходит быстрее, чем в норме, большая часть целевого вещества остаётся в ИЕ (испарительной ёмкости)
На самом деле реально ФЧ зависит не только от положения зажима Гофмана (которым регулируется доля воды для охлаждения, подаваемой на дефлегматор), но и от расхода воды в целом. И, чем он больше, тем больше ФЧ, при том же положении винта зажима Гофмана.
Получается, что если начальная концентрация вещества в ИМ (исходном материале) мизерна, то вытолнуть его с верха дефлегматора (в холодильник) можно только при уменьшении ФЧ.(причём, если уменьшать с приемлемой скоростью, то есть медленно, то выход данного вещества происходит тоже очень медленно)
Тогда как при большой начальной концентрации данное вещество выходит с приемлемой скоростью как бы само собой (без использования винта Гофмана, т.е. без изменения ФЧ), постепенно освобождая место более высококипящим фракциям.
В результате чего Тв и повышается. (но хотелось бы, чтобы помедленнее)
Чем больше дисперсность компонентов по салату, тем выше качество салата.
И совсем обратное для продуктов ректификации.
Которых на самом деле много.
И все их можно выводить параллельно. А если нужно последовательно, то вот оттуда и проблемы.
(Загадка:
Может ли самогон быть крепче 96%?
Ответ: может, если он содержит много посторонних компонентов с низкой плотностью (ведь крепость самогона определяется по его плотности.(то есть спиртометр - это фактически ареометр)) Но спиртометр оградуирован по растворам этанола в воде без каких-либо примесей. А в реальности-то это не так! Отсюда и завышенные результаты крепости.
К такому же результату ведёт и повышенная температура продукта, ибо это понижает его плотность.)
Оптимальное значение ФЧ можно проскочить из-за того, что, после каждого поворота винта Гофмана равновесие может устанавливаться за несколько колебаний Тв (а не за одно, как я раньше полагал)
И вообще, равновесие установилось, если колебаний Тв нет. (или хотя бы амплитуда их минимальна)
Если же колебания Тв остановить не удаётся (как вот мне сейчас), то это говорит о том, что мало «трения» в системе, то есть плоха насадка в р-колонне (ибо,чем она лучше, тем равновесие будет восстанавливаться быстрее, после внешнего воздействия.
(Отсюда вывод: нужно купить регулярную насадку Панченкова, и желательно медную. И здесь уже сработала теорема: скупой платит дважды. Но это как минимум. Ибо я заплатил уже 3-жды, за 3 бутылки водки, которые пришлось купить после каждого неудачного отгона, из браги сразу 96% этанола. Итого съэкономил 190 руб (за стальную насадку Панченкова), а потерял 210*3=630 руб (по самой дешевой водке))
Вот что происходит в результате применения этих принципов:
Примерно при Тв=53-55 оС я перестал уменьшать ФЧ (при помощи винта Гофмана) Прошло много циклов колебаний Тв, и увеличилась (на некоторое время, и как бы сама собой) скорость выхода продукта. Причём Тв (средняя) росла сама собой, после каждого цикла колебаний Тв, т.к. головы потихоньку уходили.
После чего Тв, наконец, пошла вниз. Вот теперь и пора уменьшать ФЧ.
Но, при плохой насадке настройка на оптимальное ФЧ занимает много времени. Потому что Тв долго не хочет успокаиваться.
А на вещество изначально малой концентрации ФЧ точно и настроишь. (чтобы не было колебаний Тв)
Итак, базовый вывод такой: тише едешь (в деле установки ФЧ), дальше будешь.
Отсюда дополнительный вывод: устанавливать оптимальное ФЧ желательно делая параллельно еще какие-нибудь дела, например, готовя что-нибудь на кухне. Чтобы не увлекаться первым.
вперёд http://www.proza.ru/2017/06/20/77