衝塔の定義はどのように理解すればよいか
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気相および液相の負荷がどちらも過大になると、ガスが塔板を通過する際の圧力損失が増大し、降液管内の液面高さが上昇する。液相の負荷が増えると、出口堰上の液面高さも上昇する。液体が降液管全体を満たすと、上下の塔板の液体が一体化し、分留が完全に破壊され、タワーの逆流が発生する。その中で、気液の負荷がどちらも過大になると、塔板を通過するガスの圧力損失が増加し、それによって降液管内の液面高さが上昇する、という点がよく理解できません。どのように説明すればよいでしょうか？
気相負荷が大きいと、塔板を通過する際に液相が塔板の外側へ流れ出し、集液槽や降液管に入るため、液面が上昇します。正しく理解できているかわかりません。
この投稿は、2016年3月21日16時40分に「精製工」によって最終的に編集されました。気相の負荷が過大になり、分留塔全体の温度が上昇し、重質成分が上に移動して、塔板が深刻な損傷を受けました
気相負荷と液相負荷の両方が過大になると、ガスが塔板を通過する際の圧損が増大し、降液管内の液面高さが上昇する。これは、液相負荷が大きい場合、元々降液管内の液面高さが上昇するだけでなく、塔板上の液面高さも上昇し、降液管への流れが加速されることを意味する。このとき、気相負荷も大きいと、ガスが塔板上のフロートバルブを通過する際に液体が沸騰しそうな状態になり、塔板のウェルプレートを越えて降液管へ急速に流れ込む。つまり、この状態が深刻になると、上下の塔板の液体が一体化してしまい、いわゆるタワー・インファウンドが発生する。
上で説明したのは「浸塔」であり、塔が浸水すると塔内の圧力降下が大きくなり、ある程度に達すると塔が破壊され、液相が塔の頂部から持ち出される。
それは、気相が下部に過剰に集まり、上部の液相の圧力を上回ったため、短時間で液層を突き破り、重質成分を上方の塔板に運び込み、蒸留を乱すからです。しかし、タワーの逆流や浸水を理解する鍵は、やはり気相と液相の平衡関係にある。気相の負荷が液相を上回ると、時間が経つにつれてタワーの逆流が起こり、液相の負荷が大きい場合にはタワーの浸水が発生する。ただし、これらの状況は局部的に発生する可能性があり、それによって製品品質に変動が生じることがある。ですから、安定した生産を保つためには、気液相平衡をうまく制御する必要があります。
ここでは液相負荷が増大するため、塔板や降液管の液面が上昇するのは理解しやすい。気相負荷が増加すると、気相中の液滴の混入量も徐々に増え、偽液面が形成される。さらに液相負荷も増加すれば、偽液面はさらに高くなり、適切に対処しなければ塔が溢れてしまう