Насадочные и пленочные колонны

Насадочные колонны, несмотря на простоту устройства и относительную дешевизну, для ректификации используются ограниченно. Причина этого – их невысокая эффективность, обусловленная неравномерным распределением пара и жидкости по сечению слоя насадки. Поэтому диаметр насадочных колонн обычно не более 1 м.

В ректификационной колонне не требуется теплоотвод, поэтому трудность теплоотвода из слоя насадки нельзя считать недостатком.

Насадочные колонны по сравнению с тарельчатыми имеют пониженное гидравлическое сопротивление. Это очень важно при вакуумной ректификации термолабильных смесей, т.к. при большом гидравлическом сопротивлении колонны разрежения в кипятильнике может быть недостаточно для предотвращения разложения веществ.

Чем больше свободный объем насадки, тем меньше ее гидравлическое сопротивление. В промышленности наиболее широко применяется насадка из колец Рашига. В последнее время начали применяться пластмассовые кольцевые насадки. Их достоинства – низкое гидравлическое сопротивление, высокая предельная нагрузка по пару и жидкости, меньшая насыпная плотность. Но они по эффективности немного уступают керамическим и металлическим кольцам – из-за худшей смачиваемости. Однако это можно скомпенсировать рифлением их поверхности. Недостаток пластмассы – термолабильность.

Для ректификации термолабильных смесейвсе больше применяются ситчатые насадки, изготовленные из тонких металлических и пластмассовых листов. У них большая удельная поверхность и низкое гидравлическое сопротивление.

Пленочные колонны с восходящим паром и свободно стекающей жидкой пленкой (по внутренней поверхности вертикальных труб, по поверхности пакета плоскопараллельных металлических листов и т.д.) применяются ограниченно из-за низкой эффективности. Они используются для вакуумной ректификации термолабильных смесей.

Достоинства пленочной дистилляции – краткое время пребывания смеси в аппарате, возможность разделения высоковязких смесей, малая задержка жидкости, низкое гидравлическое сопротивление, высокая производительность. Недостатки – высокий расход греющего пара и ограниченная высота колонны – не более 9 м (из-за сложности изготовления).

В промышленности применяются также роторно-пленочные колонны, напоминающие роторные выпарные аппараты. Недостатки роторных колонн – ограниченность высоты и диаметра (сложность изготовления и прочностные требования к ротору) и высокие эксплуатационные расходы.