Внутри колонны: тарелки, насадка и гидравлика

01 / Введение

Основные принципы

Восходящий пар контактирует с нисходящей жидкостью. Тарелки дают отдельные контакты, насадка — смоченную поверхность и характеризуется ВЭТТ/HETP. Реальная тарелка не обязательно равновесная ступень. Слив переносит жидкость, распределитель подаёт её на насадку. Опоры, сборники и перераспределители входят в систему. Низкий перепад давления полезен в вакууме; загрязнение и обслуживание влияют на выбор.

02 / Практика

Расчётный пример

Примем Qv = 3 m³/s при условиях колонны, условную скорость захлёбывания 2.5 m/s, работу на 80% и долю слива 15%. Расчётная скорость 2 m/s, полезная площадь 1.50 m², площадь корпуса 1.765 m², диаметр 1.499 m. Скорость захлёбывания — заданное предположение. Отдельный пример: 10 ступеней с принятой HETP 0.50 m требуют 5 m насадки плюс зоны распределения и опоры. Поправку на слив нельзя переносить на насадку.

u_design = f × u_flood
A_net = Qv / u_design
A_shell = A_net / (1 − f_downcomer)
D = √(4 A_shell / π)
H_packing = N_theoretical × HETP

03 / Углублённый

Инженерные решения

При захлёбывании пар мешает стоку или уносит капли; провал жидкости возникает при недостаточной поддержке паром. Проверьте подпор, пену и перепад на минимальной и максимальной нагрузках. Плохое распределение снижает эффективность насадки.

HETP зависит от смеси, нагрузки и распределения. Окончательный расчёт требует свойств, равновесия и гидравлической проверки поставщиком; пример не является спецификацией изготовления.

Источники

1. Sulzer · Distillation technology and internals ↗