Насадочные ректификационные колонны. Насадочные колонны отличается наибольшей простотой устройства. Колонна представляет собой цилиндр с опорными решетками, на которые засыпают насадку в беспорядке, навалом. В качестве насадки наиболее широко используют керамические или металлические кольца, седла, сетки и т. д. В насадочных колоннах, при малых скоростях потоков контакт между фазами осуществляется на смоченной поверхности насадки, при больших скоростях —в свободном объеме насадки за счёт диспергирования сред. Практика показала, что насадочные колонны работают наиболее эффективно в условиях режима «подвисания», близкого к «захлебыванию», т. е. такого режима, при котором масса задержанной на насадке жидкости становится равной еще трения газового noтока с жидкостью. При этом орошающая жидкость задерживается в свободном объеме колонны в максимальном количестве, образуя в прохода: насадки газожидкостную смесь — плотную пену. Такой режим отличается тем, что небольшое увеличение скорости газа (пара) приводит к «захлебыванию» колонны вследствие преобладания сил трения над силами тяжести. Оптимальный режим колонны достигается при скоростях газового >(парового) потока, на 15—20%; меньших скоростей, вызывающих «захлебывание». В этих условиях тепло- и массообмен становится наиболее эффективным. При орошении насадочной колонны жидкостью гид-равлическое сопротивление ее увеличивается с ростом плотности потока газа (пара) и плотности орошения и достигает максимума при режиме «захлебывания».
Роторные и центробежные колонны. Роторные ректификационное колонны представляют собой аппараты, в которых разделение реагирующих между собой потоков пара и жидкости с образованием межфазо-вого контакта осуществляется при воздействии на эти потоки вращающегося устройства (ротора). По способу создания поверхности межфазового контакта роторные колонны разделяются на две группы: poторные распылительного типа и пленочные (рис. 7.1 б,а-з). В роторных колоннах-распылительного типа: вращающийся ротор распределяет в объеме колонны или ее отдельной ступени жидкость в виде струй и капель, что вызывает образование развитой поверхности межфазового контакта. Под действием вращательного движения повышается турбулизация паровой фазы, что интенсифицирует процесс массообмена. В пленочных роторных колоннах жидкая фаза с помощью ротор» распределяется по твердой поверхности, образуя пленку; Ротор служит не только для распределения жидкой фазы, но и для активной турбулизации паровой фазы. В некоторых конструкциях пленочных роторных колонн турбулизирующее воздействие ротора передается также и на жидкую фазу. Для колонн обоих типов характерны низкие гидравлические сопротивления иг высокие коэффициенты массоотдачи. К недостаткам роторных колонн можно отнести ограниченность их 'высоты и диаметра (из-за сложности/изготбвления и требований, предъявляемых к прочности и жесткости ротора), а такие высокие эксплуа-тационные расходы на привод ротора.
Пленочные колонны. Пленочные колонны выполняют в виде отдельных труб или системы труб по типу кожухотрубчатого теплообменника. В настоящее время эти аппараты применяются для ректификации под вакуумом смесей, обладающих малой термической стойкостью (напри-мер, различные мономеры и полимеры, а также другие продукты органического синтеза). По конструкции пленочные колонны аналогичны перегонным аппаратам.
Вспомогательные устройства ректификационных колонн. В колоннах непрерывного действия куб служит для испарения части стекающей вниз жидкости, являясь кипятильником. По устройству такие кипятильники сходны с кипятильниками выпарных аппаратов. При небольших поверхностях теплообмена применяют кипятильники в виде змеевика или горизонтальной трубчатки, устанавливаемой в нижней части колонны, причем греющий пар подается в трубы. При больших поверхностях теплообмена применяют выносные кубы с естественной, циркуляцией разгоняемой смеси, аналогичные по устройству выпаривания аппаратам с выносным кипятильником. Дефлегматоры выполняют обычно в виде вертикальных или горизонтальных коткухотрубчатых теплообменников. Чаще всего охлаждающая вода проходит по трубам, а пары движутся в межтрубном пространстве. Дефлегматоры могут быть, выносными или со стыкованными с верхом укрепляющей части ректификационной колонны. Подогреватели исходной смеси и конденсаторы готового продукта представляют собой обычные трубчатые теплообменники. Расчет кипятильников, дефлегматоров, подогревателей й конденсаторов производят аналогично расчету кожухотрубчатых теплообменников. Расчет и конструкция разделительных сосудов — сепараторов — соответствует сепарационным устройствам выпарных аппаратов.
