Murtosarakkeita käytetään kemiallisessa käsittelyssä seoksien erottamiseksi niiden yksittäisistä osista. Teoreettisten vaiheiden optimaalisen määrän määrittäminen on olennaista tuoton ja tehokkuuden maksimoimiseksi. Tässä artikkelissa selitetään perusperiaatteet, jotka liittyvät tehokkaan erottelun edellyttämien vaiheiden määrän laskemiseen.

Teoreettisen vaiheen ymmärtäminen

Teoreettiset vaiheet viittaavat siihen, kuinka monta tasapainovaihetta tarvitaan halutun erottelun saavuttamiseksi. Jokainen vaihe on piste, jossa höyry- ja nestevaiheet saavuttavat tasapainon. Lisää vaiheita yleensä johtaa parempaan erotteluun mutta myös lisää toimintakustannuksia.

Vaiheiden lukumäärän laskeminen

Yleisin vaiheiden lukumäärän laskentamenetelmä on Fensken yhtälö, joka liittyy rehun koostumukseen, tuotekoostumuksiin ja erotustekijään.

]N[]min = frac{log vasen( frac{X D (1 - X B)} {X B (1 - X D)} oikeisto)} {log alpha}[

jossa

  • ]N[min[ = teoreettisten vaiheiden vähimmäismäärä
  • ]X[D[ = tisleen haihtuvamman komponentin mooliosuus
  • X[B[ = haihtuvamman komponentin myyräosuus pohjassa
  • α = Komponenttien välinen suhteellinen volatiliteetti

Käytännön näkökohdat

Todellisissa sovelluksissa tarvittavien vaiheiden todellinen määrä on suurempi kuin laskettu vähimmäisarvo. Lopulliseen suunnitteluun vaikuttavat tekijät, kuten tehottomuus, rehun laatu ja toiminnalliset rajoitukset. On tavallista lisätä ylimääräisiä vaiheita, jotta haluttu puhtaustaso saavutetaan.

Yhteenveto

Teoreettisten vaiheiden lukumäärän laskeminen edellyttää eriyttämisprosessin ymmärtämistä ja Fensken yhtälön soveltamista. Vaikka vähimmäismäärä tarjoaa perustason, käytännön suunnittelu edellyttää lisähuomioita suorituskyvyn ja tuoton optimoimiseksi.