Причины и методы борьбы с захлебом колонны

Захлеб колонны возможен на любых аппаратах колонного типа в режиме дистилляции или ректификации, как при первой, так и второй перегонке. Проблема осложняется тем, что аппараты этой конструкции эффективнее всего работают в предзахлебном режиме – близком к полному коллапсу системы. Дальше разберемся, почему происходит захлеб колонны, как его определить, устранить, а также использовать себе во благо.

Теория

Захлеб колонны – это нештатная ситуация, при которой поднимающийся вверх горячий спиртовой пар не пропускает в обратном направлении спускающуюся охлажденную в дефлегматоре жидкость – флегму.

В результате в определённом месте царги возникает эмульсионная пробка, где жидкость и пар находятся в равновесном состоянии. Пар постепенно пробивается сквозь флегму, в аппарате слышится бурление. При этом сила давления пара всегда выше напора флегмы, поэтому если мощность нагрева куба, напор и температура охлаждающей воды не меняются, то пробка постепенно перемещается вверх, пока спиртовая жидкость и пар не выходят из колонны через трубку связи с атмосферой, аварийный клапан или узел отбора. Это финальная стадия захлеба, на сленге самогонщиков это значит, что «колонна начала плеваться».

От начала бурления до «плевка» захлеб колонны длится не дольше полторы минуты, то есть всё происходит сравнительно быстро. При этом нельзя пытаться избежать «плевка», перекрывая трубку связи с атмосферой, клапан или узел отбора – это чревато взрывом!

Изначально захлеб появляется в самом узком месте, то есть создается эффект бутылочного горлышка. Например, пробка может образоваться там, где сильно утрамбованная насадка переходит в менее плотную, или при сужении диаметра царги.

Почему нужно избегать захлеба

При захлебе колонны не происходит процесс тепломассообмена, поэтому нет разделения спиртовой жидкости на фракции. В результате полученный при «плевке» и после него самогон никак не очищен от вредных примесей. Поэтому захлеб колонны нужно обязательно устранять и после него давать аппарату «поработать на себя».

Как определить захлеб колонны

Признаки захлеба:

• нарастание гула и вибрации в колонне;
• резкое увеличение температуры в царге;
• перепады давления;
• резкий выброс («плевок») жидкости через трубку связи с атмосферой, аварийный клапан или узел отбора – это финальная стадия захлеба;
• в диоптре видно бурление, напоминающее активное кипение воды.

Считается, что захлеб можно увидеть и контролировать через диоптр – прозрачную, обычно стеклянную, часть царги. Но это актуально лишь в том случае, если захлебывание колонны произойдет именно в этом месте. Если же ниже или выше, то увидеть, а тем более контролировать его с помощью изменения подаваемой мощности нагрева или температуры охлаждающей воды, будет проблематично.

Причины захлеба колонны и методы их устранения

1. Слишком высокая мощность нагрева. Самая частая причина. В данном случае площадь сечения царги недостаточна относительно мощности нагревательного элемента и дефлегматора, поэтому пар и флегма не могут нормально распределяться в объеме царги. Проще всего уменьшить скорость пара.

Как исправить: при захлебе выключить нагрев, подождать 1,5-2 минуты, чтобы вся флегма спустилась в куб. Обратно включить нагрев, но уже меньшей мощностью на 3-4%. Если снова случился захлеб колонны, то повторить описанные действия.

Если всё нормально, то это и будет мощность рабочего предзахлебного режима работы колонны до того момента, пока другие важные параметры системы (напор и температура охлаждающей воды, длина и площадь сечения царги, мощность холодильника и дефлегматора, и т.д.) не будут изменены. В случае изменений сначала колонну доводят до захлеба, а потом заново ищут предзахлебный режим.

Некоторые самогонщики решают эту проблему путем отбора лишней флегмы, но если флегмы слишком мало, то она плохо охлаждает насадку, и колонна работает не на 100%. Увеличивать отбор флегмы целесообразно только в случае, если колонна захлебнулась при «работе на себя» и лишняя флегма ушла в отбор.

2. Переохлаждение флегмы. Спиртовой пар лучше проходит сквозь и пропускает через себя горячую флегму. Оптимальная температура воды на выходе из дефлегматора – 50-60 °С. Если температура ниже, то нужно уменьшить напор воды.

3. Неравномерная набивка насадки в царге. Этим обычно грешат начинающие самогонщики. В местах очень плотной набивки образуются сужения паропровода и появляется пробка. РПН (регулярные проволочные насадки) нельзя сильно скручивать и утрамбовывать. В случае с СПН (спирально-призматическими насадками) следует контролировать равномерность насыпки. Чем меньше пыжей, тем лучше.

4. Скачки напряжения и (или) давления в водопроводе. Если нагревательный элемент электрический, то скачки напряжения меняют мощность нагрева. Самопроизвольное изменение напора воды приводит к неравномерному охлаждению всей системы.

5. Неровная установка колонны. Если аппарат колонного типа установлен не строго вертикально, то флегма начинает стекать по стенке. В результате все процессы нарушаются.

6. Неправильное наполнение куба и крепость навалки. Куб можно заполнять максимум на ¾ объема, при этом крепость залитой водно-спиртовой смеси не должна превышать 35% об.

7. Загрязнение внутренней части аппарата. Скопления внутри трубок препятствуют нормальному движению флегмы. Аппарат нужно периодически разбирать и чистить, особенно если отдельные его части используются для первой и второй перегонки, дистилляции и ректификации.

8. Разница в атмосферном давлении. Проблема актуальна для колонн высотой более 1,5 м. При изменении атмосферного давления подаваемая мощность предзахлебного режима может меняться на 5-10%. При этом важно учесть, что атмосферное давление меняется не только вместе с погодой, но и с высотой. Например, рабочие параметры одного и того же аппарата в частном доме и на девятом этаже многоквартирного дома могут отличаться.

9. Захлёб кожухотрубного дефлегматора. Обычно возникает при второй перегонке, если снизу к дефлегматору плотно прижата насадка РПН. Риск захлеба выше у дефлегматора (при равной суммарной площади паропровода), собранного из большого количества узких трубок.

Ваша оценка:

(31)

Загрузка...