ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Брызгоунос в пенных аппаратах из "Пенный режим и пенные аппараты" По современным представлениям [307], при пропускании газа через жидкость всегда происходит образование брызг. Пузырьки или струи газа, разрывая зеркало жидкости или внешнюю поверхность слоя пены, образуют фонтанируюш ие источники брызг. Дальнейшая судьба этих брызг (оседание или унос газом), а также их величина и количество зависят от режимных условий. [c.82] Различают [13] два вида уноса па ситчатых решетках ректификационных колонн — брызговой унос при малых кажущихся уровнях (высотах исходного слоя жидкости) и пенный — при больших кажущихся уровнях. При брызговом уносе удельный унос возрастает с увеличением скорости газа в колонне подобно тому, как это было обнаружено в ряде других исследований. При пенном уносе удельный унос вначале быстро возрастает до максимума, затем в определенном интервале падает с возрастанием скорости газа до перехода к закономерностям брызгового уноса. [c.82] Влияние других фа.кторов значительно меньше. Иногда отмечается слабое увеличение уноса с ростом уровня жидкости, что не подтверждается Нашими данными (см. ниже). [c.83] Зависимость брызгоуноса от скорости газа в отверстиях (щелях) решеток не однозначна при малых скоростях газа брызгоунос почти не зависит от при больших — и о сильно влияет на унос. [c.83] Механизм уноса капель жидкости газовым потоком при интенсивных режимах изучали неоднократно (см., например, [60, 300, 32 ). Считается, что общий брызговой унос является, в свою очередь, суммой двух видов уноса. Первая составляющая уноса образована мелкодисперсными каплями, скорость витания которых ниже скорости газа в сепарационном пространстве и не зависит от его высоты (постоянная часть уноса . Эта составляющая уноса относительно мала (10—20% от общего количества уносимой жидкости) и про-порциональца скорости газа. Вторую составляющую уноса образуют крупные капли жидкости, поднимающиеся на различную высоту над газожидкостным слоем и поступающие на расположенную выше полку в случае, когда высота их подъема больше высоты сепарационной зоны (пространства между полками Не)- Эта доля уноса зависит, таким образом, от высоты сепарационной зоны и скорости газа. [c.83] Капельный унос в 11енных аппаратах обнаружен и исследован еще в работах [232, 234, 235]. По полученным данным, критическая точка, после которой наступает стремительное возрастание брызгоуноса в связи с тем, что начинает сказываться инжектирующее действие газа, отвечает значению 2,5 м/с. Брызгоунос увеличивается с уменьшением высоты исходного слоя жидкости. Это противоречит тому, что наблюдалось в ректификационных колоннах (при малых скоростях газа), но становится понятным, если учесть своеобразную роль слоя динамически устойчивой пены в пенном аппарате, в известной мере выполняющей функцию брызгоулойителя. По нашим наблюдениям, брызгоунос резко усиливается при малом слое пены или неравномерном покрытии ею решетки, особенно больших размеров, когда может иметь место струйный прорыв газа. [c.84] В зависимости от параметров гидродинамического режима [328, 329] массовая концентрация грубодисперсных капель Ье,, . = = 0- -120 г/м , а массовая концентрация тонкодисперсных капель - б.т = 1-г 16 мг/м (рис. 1.30). Грубодисперсный унос не обнаруживается при Юу 1,2- -1,3 м/с, т. е. в режиме газ распределен в жидкости , и появляется только в режиме инверсия фаз , а тонкодисперсный унос обнаруживается при всех гидродинамических режимах. Максимальное значение массовой доли наиболее тонких капель ( к 1 мкм) наблюдается в режиме газ распределен в жидкости , В тонкодисперсном уносе 70—90% от общего количества по массе составляют капли размером менее 5 мкм. Массовый медианный диаметр тонкодисперсных капель находится в пределах 1,5—8 мкм. Дисперсный состав капель описан в работе [328]. [c.84] Гидродинамические режимы А — газ распределен в жидкости Б — инверсия фаз В жидкость распределена в газе. [c.85] Наиболее подробно явление брызгоуноса изучено [60] на противоточных решетках с небольшим свободным сечением при п нном режиме взаимодействия газа и жидкости. [c.86] Полное выравнивание поля скоростей в газовом потоке осуществляется выше пенного слоя, на некотором расстоянии Н , что, безусловно, оказывает большое влияние на величину брызгоуноса. [c.86] При Юг — 2,0 м/с Юп = 3,18 м/с диаметр капель, скорость витания которых = 3,18 м/с, составляет 780 мкм [346], в то время как при ю,. = 2,0 м/с он равен 540 мкм. Поэтому, очевидно, что брызгоунос сразу же за пенным слоем значительно выше, чем на расстоянии Я. Величина Н определяет минимальное расстояние, на которое решетка должна быть удалена от места вывода газа из аппарата. Соблюдение этого условия дает возможность предотвратить унос капель жидкости, скорость витания которых больше Исследования показали, что,окончательное выравнивание газового потока при пенном режиме на решетке (в интервале скоростей Шу = = 1,5- -2,0 м/с) происходит при Я 0,9 м. [c.86] Отсутствие зависимости с от диаметра отверстий или от ширикы щели кажущееся, так как эти параметры, как И плотность орошеши, оказывают влияние на величину Ъд. При знании расчет тонкодисперсного брызгоуноса на противоточных решетках можно производить по той же формуле (1.124), что и для перекрестноточных решеток. [c.87] Исследования показали [60], что размер преобладающей части капель, генерируюпщхся в пенном слое, довольно велик (в основной больше 200 мкм). Крупный размер капель позволяет практически избавиться от брызгоуноса при помошр простейших инерционных ловушек, устанавливаемых в верхней части аппарата или после него. Другим способом борьбы с брызгоуносом является искусственное снижение скорости газа за счет расширения верхней части аппарата. Так, снижение скорости газа с 2,0 до 1,2 м/с позволяет уменьшить брызгоунос (по массе уносимых капель) на 75%. [c.87] С увеличением скорости газа в волновом режиме на протйвоточ-ных решетках с небольшим свободным сечением (и во всем диапазоне работы решеток с большим свободным сечением) брызгоунос растет более интенсивно, чем при пенном режиме, и в этом случае избежать установки брызгоулавливающих устройств нельзя. Кроме того, появление волнового режима можно предотвратить применением стабилизаторов пены (см. стр 235). [c.87] Брызгоунос, как следует из изложенного выше, невелик даже при больших скоростях газа в аппарате. Шервуд [430] считает, что унос, меньший 0,1 кг жидкости на 1 кг газа, не изменяет значительно к. п. д. ректификационной тарелки. Если принять эту величину и для процессов в пенном аппарате (хотя при абсорбционных, десорбционных и тепдообменных процессах брызгоунос играет меньшую роль, чем при ректификации), то можно видеть, что при исследованных условиях унос весьма далек от тех значений, которые могут заметно повлиять на к. п. д. пенного аппарата. Поэтому при выборе режима пенного аппарата вопрос о допустимости брызгоуноса следует решать, исходя из других соображений. [c.87] Во многих производственных процессах недопустимы брызги жидкости в газе после аппарата, хотя работа полки и не нарушается. В этих случаях устанавливают брызгоуловители, отбойники, циклоны, а также предусматривают другие конструктивные мероприятия [229, 232, 234] или принимают при проектировании ю С. 2 м/с при Яс 500 мм, что, конечно, снижает интенсивность работы аппарата. Поэтому установка брызгоуловителей различных конструкций предпочтительней. В настоящее время известны довольно эф- фективные виды брызгоуловителей, пригодных к установке в пенных аппаратах [152, 162]. Различные конструкции подобных брызгоуловителей описаны в литературе [151, 160, 346]. [c.87] Вернуться к основной статье