Гидравлическое сопротивление контактных ступеней ректификационных колонн

В статье представлено исследование вихревых контактных ступеней с осевыми и тангенциальными завихрителями ректификационной колонны, применяемой в технологических линиях химической переработки биомассы древесины. Проведена математическая обработка экспериментальных данных по гидравлическому сопротивлению контактных ступеней, с получением зависимостей для определения коэффициента гидравлического сопротивления контактных ступеней.

Знание величины гидравлических потерь в аппарате необходимо также при расчете схем технологической обвязки аппарата. В настоящее время в отечественной и зарубежной литературе имеются многочисленные данные по исследованию закономерностей изменения гидравлического сопротивления вихревых аппаратов от режимных и конструктивных параметров, с различными типами завихрителей.

Результаты экспериментальных исследований гидравлического сопротивления вихревых аппаратов с тангенциальными завихрителями показывают, что гидравлические закономерности в этих аппаратах аналогичны закономерностям в аппарате с осевыми завихрителями.

Ректификация широко используется в следующих отраслях: в технологиях комплексной переработки древесины; в лесохимической промышленности при получении продуктов потребления; при восстановлении экстракционных растворов в процессах извлечения биологически активных веществ из растительного сырья; в технологии химической переработки древесины при производстве этанола; при переработке нарастающих природных отходов газификацией и использования синтез-газа для получения биополимера на стадии регенерации растворителей (хлористый метилен, гипохлорит натрия, гексан и т.д.), где также востребованы высокоэффективные и производительные ректификационные колонны.

В большинстве своём, ректификации подлежат многокомпонентные смеси, как правило, азеотропные, имеющие схожую температуру кипения, что объясняет использование для их разделения многоступенчатых ректификационных колонн. При этом применяются различные способы ректификации, такие как азеотропная, экстрактивная, молекулярная, дробная, парциальная.

1. Вязовкин Е. С. Исследование гидродинамики и эффективности вихревых контактных ступеней : дис. … канд. техн. наук. Казань : КХТИ, 1972. 182 с.

2. Марголин Е. В. Выбор оптимальных параметров вертикального каплеуловителя М. : ЦИНТИхимнефтемаш, 1976. № 3. С. 11–13.

3. Мусташкин Ф. А. Гидродинамические закономерности в массообменном аппарате вихревого типа // Труды Казан. хим.-технол. ин-та. 1970. Вып. 45. С. 26–31.

4. Левданский Э. И. Исследование скоростной ректификации в аппаратах с прямоточно-центробежными контактными устройствами // 3-я Всес. конф. по теории и практике ректификации. Ч. 2. Северодонецк, 1973. С. 258–261.

5. Платонов В. М. Разделение многокомпонентных смесей. М. : Наука. 1965. 368 с.

6. Войнов Н. А., Кустов А. В., Николаев Н. А. Получение безводного этанола при ректификации под вакуумом // Хвойные бореальной зоны. 2012. № 3-4. С. 373–378.

7. Кустов А. В. Гидродинамика и массообмен на вихревых ректификационных ступенях при переработки растительного сырья : автореф. дис. … канд. техн. наук; 05.21.03. Красноярск : СибГТУ. 2010.

8. Войнов Н. А., Николаев Н. А., Кустов А. В. Гидродинамика и массообмен в вихревой ректификационной колонне // Химическая промышленность. 2008. Т. 85, № 8. С. 413–419.

9. Вихревые ректификационные ступени с низким гидравлическим сопротивлением / А. В. Кустов [и др.] // Химическая промышленность сегодня. 2017. № 1. С. 34–41.

10. Исследование вихревых ректификационных ступеней / А. В. Кустов [и др.] // Химия растительного сырья. 2016. № 3. С. 125–134.

11. Баяндина М. М., Кустов А. В. Основные гидродинамические зависимости для определения гидравлического сопротивления вихревых контактных устройств ректификационных колонн // Решетневские чтения. 2023. С. 552–554.

12. Баяндина М. М., Кустов А. В. Коэффициент гидравлического сопротивления вихревой контактной ступени ректификационной колонны // Актуальные проблемы науки и техники. 2023. С. 30–33.

13. Баяндина М. М., Кустов А. В. Коэффициент гидравлического сопротивления вихревых контактных ступеней ректификационной колонны // Научное творчество молодежи – лесному комплексу. 2024. С. 397–701.

14. Баяндина М. М., Кустов А. В. Исследование гидравлического сопротивления вихревых контактных ступеней ректификационных колонн // Инноватика-2024. 2024. С. 153–157.

15. Кустов А. В., Корнев В. М., Алашкевич Ю. Д. Исследование гидравлического сопротивления вихревых ректификационных ступеней // Химия растительного сырья. 2020. № 4. С. 529–537.