Rektifikatsion kolonnalarning tiplari va konstruksiyalari

|
Rektifikatsion kolonnalarning tiplari va konstruksiyalari
|
bet | 63/64 | Sana | 03.12.2023 | Hajmi | 6,57 Mb. | | #110142 |
Bog'liq Ma\'ruza matnlari (5)Rektifikatsion kolonnalarning tiplari va konstruksiyalari. Ularning sxemalari 5-12 rasmda keltirilgan rektifikatsion kolonnalar oqib kiruvchi flegma va chiquvchi bug‘larni taqsimlash bo‘yicha ichki tuzilishiga bog‘liq ravishda kapsula qalpoqchali - 5-12,b rasm va tunnel qalpoqchali —-5-12,a rasm, sitli — 5-12,v rasm va nasadkali — 5-12,g rasm, turlarga bo‘linadi. Kolonna o‘zida po‘lat, cho‘yan yoki keramikadan tayyorlangan va ajraluvchi flaneslar yordamida germetik tarzda ulangan bir nechta sargalardan tarkib topgan vertikal silindrni taqdim qiladi.
Kapsulali qalpoqchalar yoki aylana kesimli qalpoqchalar ko‘pgina hollarda kichik diametrli kolonnalarda 5-12,a rasmda oqim va quyish trubkalarining diametral qarama-qarshi joylashuvida yoki suyuqlik tarelka tekisligida bitta yo‘nalishda, kolonnaning balandligi bo‘ylab esa – burama tarzda oqayotganda flegmaning periferiyali yoki radial quyilishida qo‘llaniladi. Flegmaning bunday quyilishi boshqa tipdagi qalpoqchalarga ega bo‘lgan tarelkalar uchun ham qo‘llanilishi mumkin.
Kolonnalarning katta diametrlari uchun tunnelli qalpoqchalarga ega bo‘lgan tarelkalar qo‘llaniladi (5-12,b rasm), chunki, masalan, kolonnaning diametri 3 m bo‘lganda bitta tarelkada 284—288 ta kapsulali qalpoqchalar o‘rniga issiqlik va massa almashinish shartlari bo‘yicha bor-yo‘g‘i 20 ta tunnelli qalpoqchalarni joylashtirish yetarli bo‘ladi.
K eyingi yillardagi tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, tarelkalarning bir tekis ishlamasligi va suyuqlikning tarelkada aralashishi kontaktning bir tekis bo‘lmasligiga qaraganda muhimroq bo‘lib hisoblanadi. To‘g‘ri burchakli, tunnelli va kanalli tarelkalarda vujudga keladigan ko‘ndalang notekisliklar tarelkalarning ishini ayniqsa yomonlashtiradi. Shu sababli tunnelli qalpoqchalarga ega bo‘lgan kolonnalar ishlab chiqarishdan chiqarib tashlanmoqda.
5-14 rasm. Rektifikatsion kolonnalarning sitli tarelkalari.
a – panjarali tarelka; b – teshikli tarelka; 1 – tarelka; 2 – quyish trubasi; 3 – tayanch yarimhalqa.
Sanoatda shuningdek sitli (panjarali va teshikli) tarelkalarga ega bo‘lgan (5-12,v va 5-14 rasm) rektifikatsion kolonnalar ham qo‘llaniladi. Ularda suyuqlik (flegma) qatlami sitlardagi teshiklardan yorib chiqib keladigan va suyuqlik qatlami orqali barbotatsiyalanadigan chiqib keluvchi bug‘ oqimining bosimi bilan ushlab turiladi. Suyuqlik, xuddi qalpoqchali tarelkalardagi kabi tarelkadan tarelkaga oqim trubalari bo‘ylab oqib o‘tadi; suyuqlikning tarelkadagi yo‘l qo‘yiladigan eng chekka darajasi (sathi) quyish trubasining balandligi bilan rostlanadi. Bunday konstruksiyali tarelkalarga ega bo‘lgan kolonnalarda quyish qurilmalari tezlik oqim kuchi (napor) tarelkada suyuqlik qatlamining mos keluvchi balandligini ushlab turish uchun yetarli bo‘lmay qolishi natijasida kolonna bo‘ylab ko‘tarilayotgan bug‘ miqdorining kamayishi bilan ishlamay qoladi. Bunday hollarda suyuqlik bug‘ o‘tadigan xuddi o‘sha teshiklavr orqali pastda joylashgan tarelkaga oqib tushadi, tarelkaning ishlashi esa proval tipdagi sitli tarelkalarning ishlash prinsipi bo‘yicha sodir bo‘ladi: ularda bug‘li va suyuqlikli faza yetarlicha bo‘lmagan barbotajda, oqimlarning qarama-qarshi harakatida kontaktga kirishadi, buning natijasida issiqlik va massa almashinishi yomonlashishi mumkin. Shu sababli tarelkalarning yangi – klapanli, otboyniklarga ega bo‘lgan oqimli va boshqa tiplari muhim ahamiyatga ega bo‘lmoqda.
Kontaktga kirishuvchi elementlarning tipini tanlashda shuni ham nazardan qochirmaslik kerakki, panjarali va boshqa proval tipdagi tarelkalar inkrustatsiyalanuvchi aralashmalarga (inkrustatsiya – yuzaga boshqa narsalarni yopishtirish yoki o‘yib ishlash bilan bezak berish, bu o‘rinda – bir modda yuzasida ikkinchi bir moddaning bezaksimon tarzda o‘tirishi tushuniladi – izoh tarjimonniki) nisbatan sezuvchan bo‘ladi, biroq suyuqlikdagi mexanik zarrachalardan – agar ularning o‘lchamlari tarelkalardagi teshiklardan kichik bo‘lsa – qo‘rqmaydi.
Nasadkali kolonnalarda (5-12,g rasm) nasadka Rashig halqalaridan (metall, farfor, keramikadan ishlangan), g‘ovak sharlar, maydalangan koks, kvars va boshqa materiallardan tashkil topadi. Nasadkaning formasi (shakli) va materialini tanlash har bir alohida holatda ajratiladigan suyuq aralashmaning fizikaviy-kimyoviy xususiyatlari va rektifikatsiyalash shart-sharoitlari bilan belgilanadi.
Nasadkali kolonnalarning muvaffaqiyatli ishlashi uchun barcha hollarda oqib tushayotgan suyuqlikning kolonnaning butun kesimi bo‘ylab mumkin qadar bir tekis taqsimlanishiga intilish kerak bo‘ladi. Bunday taqsimlanish uchun nasadka o‘lchamlari va shaklining bir xilligi, chiqib kelayotgan bug‘ oqimining mumkin bo‘lgan maksimal tezligi, shuningdek kolonnaning o‘zining qat’iy vertikal qilib o‘rnatilishi qulay shart-sharoitlarni yaratadi. Tajribalarning ko‘rsatishicha [L. 5], suyuqlikning taqsimlanishining dastlab erishilgan bir tekisligi asta-sekin kamayib boradi, chunki bug‘ suyuqlikni periferiyaga siqib qo‘yishga va o‘zi nasadka qatlamining markaziy zonasini egallashga harakat qiladi. Bu hodisaga qarshi kurashish uchun baland nasadka qatlamiga ega bo‘lgan kolonnalarda nasadka bir nechta kamroq balandlikdagi qatlamlarga ajratiladi, bu qatlamlar bir-biridan erkin, to‘ldirilmagan kenglik bilan ajratiladi, bu 5-12,g rasmda ko‘rsatilgan. Bundan tashqari nasadkaning har bir qatlami ustiga nasadkaning yanada bir tekis sug‘orilishini va bug‘ning kolonnaning kesimi bo‘ylab bir tekis taqsimlanishini ta’minlaydigan tarelkalar o‘rnatiladi.
Tarelkali kolonnalar nasadkali kolonnalarga qaraganda bir qator afzalliklarga ega. Ular suyuqlik va bug‘ning katta yuklamalariga yo‘l qo‘yadi, oqimlarning yuqori turbulyatsiyasini va bug‘ bilan suyuqlik o‘rtasida yuqori kontakt bo‘lishini ta’minlaydi, suyuqlik va bug‘ning turib qolish zonalariga ega bo‘lmaydi, tarelkalardan oraliq mahsulotlarni chiqarib olishni amalga oshirish imkonini beradi va hokazolar. Biroq nasadkali kolonnalarga qaraganda ular yuqori gidravlik qarshilikka ega bo‘ladi va shu sababli ular ventilyatsiyali absorbsion qurilmalarga qaraganda rektifikatsion qurilmalarda ko‘proq qo‘llaniladi.
5-15 rasm. Aylanuvchi tarelkali rektifikatsion kolonnaning sargadagi prinsipial sxemasi.
1 – korpus; 2 – elektr yuritma; 3 – aylanuvchi tarelka; 4 – qo‘zg‘almas tarelka; 5 – val; 6 – podshipnik.
H ozirgi kunda yuqori unumdorlikka ega bo‘lgan ixcham, aylanuvchi tarelkali rektifikatsion kolonnalar yaratilgan. 5-15 rasmda suvdan og‘ir suv konsentratini ajratish uchun mo‘ljallangan aylanuvchi tarelkali rektifikatsion kolonnaning prinsipial sxemasi ko‘rsatilgan. 20 ga teng bo‘lgan flegma sonida 8 litr/soat unumdorlikka ega bo‘lgan bunday kolonna bor-yo‘g‘i 150 mm diametrga va 1250 ta tarelkalar soniga ega bo‘ladi, buni odatdagi har qanday kolonnalar bilan mutlaqo taqqoslab bo‘lmaydi. Shunga qaramasdan, kolonnaning balandligi, biriktiruvchi qismlarni o‘z ichiga olgan holda bor-yo‘g‘i 10,2 m ni tashkil qiladi. Tarelkalar o‘zida devorining egilish burchagi 40° atrofida bo‘lgan konussimon voronkalarni taqdim qiladi. Tarelkalarning yarmi periferiya bo‘ylab qo‘zg‘almas 1 silindrik korpusga mahkamlanadi, ikkinchi yarmi markaz yonida 5 aylanuvchi valga mahkamlanadi va u bilan birgalikda aylanadi. 3 aylanuvchi tarelkalar 4 qo‘zg‘almas tarelkalar bilan navbatma-navbat almashadi. Bir tomondan qo‘zg‘almas tarelkalarning chetlari va val o‘rtasida, ikkinchi tomondan, pylanuvchi tarelkalar bilan korpus o‘rtasida oraliqlar qoldiriladi. Qo‘shni tarelkalar (qo‘zg‘almas va aylanuvchi) tarelkalar o‘rtasidagi masofa bor-yo‘g‘i 8 mm ni tashkil qiladi, kolonna balandligining kichik bo‘lishi shu bilan izohlanadi. Valning diametri 25 mm ga, aylanishlar soni 1 minutda 240 aylanishga teng, val yuritmasining quvvati 0,5 kVt. Val balandlik bo‘yicha har 1,5 m dan keyin moylanmasdan ishlaydigan podshipniklarga o‘rnatilgan. Montaj qilish va ajratib olish qulay bo‘lishi uchun butun korpus flaneslar bilan birlashtirilgan 1,5 m uzunlikdagi sargalardan tashkil topadi. Har bir sarga sharikli podshipnik uchun mo‘ljallangan tayanchni o‘z ichiga oladi.
Flegma kolonnaning yuqorigi qismiga kelib tushadi, qo‘zg‘almaydigan tarelka bo‘ylab pastga tushadi va markaz yonida pastda joylashgan aylanuvchi tarelkaga quyiladi. Markazdan qochish effekti ta’siri ostida flegma aylanuvchi tarelka bo‘ylab yuqoriga harakatlanadi, uning eng yuqorigi chekkasigacha boradi va periferiyada yaxlit halqasimo plenka ko‘rinishida pastdagi qo‘zg‘almas tarelkaga quyiladi. Bug‘ har doim flegma ustidagi kenglikda qarama-qarshi oqim bo‘yicha harakatlanadi. Aylanuvchi tarelkalarda plenkaning dispersligi (yoyiluvchanligi) faol tarzda issiqlik va massa almashinishini ta’minlaydi, shuning hisobidan tarelkalarning foydali ish koeffitsienti 85% gacha yetadi.
Keyingi yillarda yuqori molekular organik aralashmalarni — mm simob ustuni bosimda molekular distillyatsiyalash uslubi sanoat qo‘llanilishiga ega bo‘ldi. Bunday qayta haydashda distillyatsiyalanadigan suyuqlik molekulalarining erkin yurib o‘tish yo‘li kattaligi bo‘yicha bug‘latuvchi va kondensatsiyalovchi yuzalar orasidagi masofaga teng yoki undan katta bo‘ladi. Bu usul suyuqlikdan barqaror bo‘lmagan moddalarni ularni termik parchalamasdan ajratib olish imkonini beradi va masalan, A va Ye vitaminlar, penitsillin, diffuzion nasoslar uchun maxsus moylar va hokazolarni olish imkoniyatini ta’minlaydi.
|
| |