ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппаратурное оформление процессов абсорбции и ректификации из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" Аппараты, в которых поверхностью фазового контакта является поверхность жидкости, растекающейся по насадке. К аппаратам этого типа относятся пленочные аппараты и аппараты со смоченной насадкой. [c.292] Пленочные аппараты выполняют преимущественно в виде листовой (плоско-параллельной) насадки, а в некоторых случаях в виде трубчатых теплообменников. [c.292] В верхней части контактного устройства находятся распределяющие жидкость L приспособления 2, с помощью которых листовая насадка равномерно орошается с обеих сторон. Газ (пар) G поступает в нижнюю часть аппарата и движется навстречу жидкости, взаимодействуя с ней. Контактное устройство трубчатого аппарата показано на рис. 12.32. Взаимодействующая с газом (паром) жидкость поступает в верхнюю часть контактного устройства на трубную решетку, равномерно распределяется по трубам и в виде тонкой пленки стекает по их внутренней поверхности. Газ (пар) поступает в нижнюю часть аппарата под трубную решетку, распределяется по трубам и, поднимаясь вверх, взаимодействует с жидкостной пленкой. [c.293] Для аппаратов рассмотренных типов справедливы следующие гидродинамические закономерности. [c.293] В зависимости от скорости движения пленки орошающей жидкости, силы трения ее о стенку и о газ (пар), движущийся навстречу, пленка (рис. 12.33) может либо стекать вниз, либо захватываться газовым (паровым) потоком и, наконец, течь вверх. [c.293] Аппараты со смоченной насадкой выполняются в виде цилиндрической колонны, заполненной насадочными телами (насадочные колонны). Схема насадочной колонны приведена на рис. 12.34. [c.294] Основными узлами аппаратов с насадкой являются приспособления 1, распределяющие жидкость ло насадке, насадочные тела 2 и устройства 3, направляющие к центру растекающуюся жидкость. [c.294] Газ (пар) О и жидкость Ь обычно взаимодействуют при движении противотоком. Жидкость поступает в верхнюю часть контактного устройства, распределяется по насадочным телам при помощи приспособлений 1 и стекает вниз по поверхности последних. Газ (пар) вводится снизу и движется вверх по каналам, образованным насадочными телами. [c.294] Пневматический распределитель (рис. 12.35, в) представляет собой толстостенный стакан 4, в котором высверлены каналы 5. Жидкость L нагнетается под давлением в центральный канал 6 и, распределяясь до каналам 5, разбрызгивается над насадочными телами. В центробежном распределителе (рис. 12.35, г) жидкость разбрызгивается над насадочными телами вращающимся диском 7. [c.295] Насадка (насадочные тела) может иметь разнообразную форму. Практическое значение имеют хордовая и кольцевая насадки, фасонные насадочные тела, спиральная и сетчатая металлические насадки. [c.295] Наиболее эффективна насадка, имеющая меньший эквивалентный диаметр и, следовательно, меньший коэффициент свободного объема и большую удельную поверхность, но такая насадка характеризуется большим гидравлическим сопротивлением. В промышленной аппаратуре чаще всего используют кольцевую насадку. [c.296] Собирающие перегородки. Поскольку газовый поток, движущийся в насадочной колонне снизу вверх, как и во всех случаях движения газа по каналам, имеет максимальную скорость в центре, движущаяся навстречу ему жидкость растекается к периферии (рис. 12.39). [c.296] Как видно из приведенного выше, жидкость почти полностью оттесняется от места ввода орошения к периферии на расстоянии, равном четырем-пяти диаметрам. [c.296] Соответственно этому в насадочных колоннах целесообразно размещать собирающие жидкость перегородки, расстояние между которыми равно трем-четырем диаметрам аппарата. Собирающие перегородки выполняются либо в виде усеченных конусов (рис. 12.40, а), либо в виде тарелок со сливными патрубками (рис. 12.40,6). Как показывает опыт, перегородки последнего типа более эффективны. [c.296] Аппараты, в которых поверхность фазового контакта развивается потоками газа и жидкости. В рассматриваемую группу аппаратов входят насадочные колонны, работающие в режимах подвисания и эмульгирования, а также колонны с ситча-тыми, решетчатыми, колпачковыми и другими тарелками. [c.296] К режиму захлебывания, т. е. такого, при котором вес задержанной на насадке жидкости становится равным силе трения газового потока о жидкость. При этом орошающая жидкость задерживается в свободном объеме колонны в максимальном количестве, образуя в проходах насадки газожидкостную (парожидкостную) эмульсию. Этот режим отличается тем, что небольшое увеличение скорости газа (пара) приводит к захлебыванию колонны вследствие преобладания сил трения над силами тяжести. [c.297] Оптимальный режим работы колонны достигается при скоростях газового (парового) потока, на 15—20% меньших скоростей, вызывающих захлебывание. Очевидно, что в этих условиях массообмен становится весьма эффективным, так как поверхность фазового контакта значительно превышает поверхность насадки. [c.297] При орошении насадочной колонны жидкостью гидравлическое сопротивление ее увеличивается с ростом плотности потока газа (пара) н плотности орошения и достигает максимума при режиме захлебывания. Плотностью орошения и плотностью газового (парового) потока называют в данном случае весовые скорости потоков газа (пара) и жидкости в колонне, отнесенные к единице поперечного сечения аппарата [в кг/(м2-ч)]. [c.297] Режим эмульгирования весьма неустойчив и практически может осуществляться в эмульгационной колонне с затопленной насадкой, показанной на рис. 12.41. Здесь режим эмульгирования устанавливается при помощи гидравлического затвора, который образуется сливной трубой 4. Высоту газожидкостной (парожидкостной) эмульсии в колонне регулируют с помощью вентилей 5. [c.298] Тарельчатые колонны. Колонны с тарелками, или тарельчэ-тые колонны, являются эффективными и наиболее распространенными аппаратами. Они выполняются в виде вертикальных цилиндров, внутри которых одна под другой размещено определенное количество горизонтальных перегородок — тарелок, обеспечивающих возможность течения жидкости сверху вниз, а газа или пара снизу вверх. [c.298] Вернуться к основной статье