ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фасонные насадкн из "Вибрационные массообменные аппараты" Массообменные аппараты, снабженные ситчатой насадкой, обладают сравнительно невысокой эффективностью массонередачи и относительно низкой производительностью. К снижению эффективности приводят байпасные потоки фаз через кольцевые зазоры между дисками колеблющейся насадки и корпусом аппарата, которые занимают как минимум 4—5% площади поперечного сечения аппарата, что сопоставимо с величиной свободного сечения насадки. Невысокая производительность аппаратов с ситчатой насадкой является следствием малого свободного сечения дисков. [c.33] Как отмечалось выше, в работах [4—6] проведено исследование основных гидродинамических и массообменных характеристик экстракторов с вибрирующей ситчатой насадкой. [c.33] Циль и Ф. Плегер [36] применили ситч тую насадку из полиэтилена со свободным сечением 30% в вибрационных экстракторах диаметром 150 мм и высотой 5 м, использовавшихся для экстракции и реэкстракции урана из руд на установке производительностью 5 т/год. [c.33] ФРГ — экстракторов диаметром до 150 мм, предназначенных для лабораторных и пилотных исследований. [c.34] В то же время сплошная фаза, двигаясь сверху вниз, проходит через пространства, образованные срезами дисков насадки и корпусом аппарата. Поскольку срезы в соседних дисках расположены с противоположных сторон, сплошная фаза движется по колонне зигзагообразно поперек движения дисперсной фазы, т. е. в аппарате осуществляется перекрестный ток. [c.35] К недостаткам насадки Прохазки следует отнести сложность изготовления дисков насадки с множеством отверстий диаметром 2—3 мм, а также ограничения в применении подобной насадки для систем с повышенной вязкостью. Насадка Прохазки имеет определенную чувствительность к объемному соотношению фаз. Так, при малом расходе дисперсной фазы она не успевает накапливаться в пространствах под (или над) дисками и нарушаются условия ее коалесценции, а- при слишком большом расходе дисперсной фазы может произойти перелив ее через отбортовку дисков. Наличие отбортовки с одной стороны ДИСКОВ заранее обусловливает, какая из фаз (легкая или тяжелая) должна подвергаться диспергированию, что затрудняет смену режимов работы. Кроме того, отбортовка дисков ведет к утяжелению насадки. [c.36] Колонные экстракторы с насадкой Прохазки получили промышленное применение в ЧССР и выпускаются Краловопольским машиностроительным заводом. [c.36] В аппаратах с вибрационным перемешиванием, особенно в емкостных, нашли применение ситчатые насадки с сопловыми или коническими отверстиями [24, с. 319, 28, 32]. Такие насадки обеспечивают направленную циркуляцию и интенсивное перемешивание рабочих сред. [c.36] Простые ситчатые насадки не имеют каких-либо конструктивных элементов, способствующих поперечному перемешиванию взаимодействующих фаз. Для создания поперечного движения фаз предложена с1 Ггчатая насадка [41], отверстия в которой выполнены под углом к плоскости диска. Проходя через такие отверстия,.фазы приобретают горизонтальную составляющую скорости движения. Однако в связи с тем, что в вибрационных аппаратах применяют диски небольшой толщины (всего 2—3 мм), длина наклонных каналов невелика. Это опре- деляет слабое поперечное движение фаз, которое может быть достигнуто в таких аппаратах. Утолщение дисков, оборудование отверстий наклонными патрубками, а также оснащение отверстий специальными поворотными насадками [42] усложняет и утяжеляет конструкцию и поэтому неперспективно для вибрационных аппаратов. [c.37] В то же время заслуживает внимания ситчатая насадка, имеющая форму усеченных сфер [23, с. 208 43] с цилиндрическими и особенно с коническими отверстиями. Отверстия в таких дисках, в зависимости от их расстояния от центра диска, имеют различный угол наклона к вертикальной оси, в направлении которой совершается вибрация дисков. Это способствует более активному радиальному перемешиванию фаз. Схема устройства емкостного аппарата с такими дисками представлена на рис. 1-7. [c.37] К фасонным, или, как их иногда называют просечным , относят насадки, состоящие из дисков (тарелок), снабженных отверстиями с направляющими лопатками. Как правило, в этом случае отверстия в дисках имеют некруглую конфигурацию. Направляющие лопатки отверстий получают штамповкой. Подобные насадки нашли широкое применение при проведении массообменных процессов в аппаратах, работающих как с наложением, так и без наложения низкочастотных колебаний. [c.37] Направляющие лопатки создают в дисках наклонные каналы, проходя через которые, рабочие среды приобретают горизонтальную составляющую скорости движения. В зависимости от расположения отверстий и направления отгиба направляющих лопаток соседних отверстий или соседних рядов отверстий относительно друг друга удается получать различные направления движения рабочих сред на диске (тарелке). Так, на тарелках ГИАП-3 [44] обеспечивается движение сред в радиальном направлении — к центру и от центра аппарата, на тарелках Бредли [45, 46] и КРИМЗ [47] — по концентрическим окружностям, на различных тарелках Киттеля [48] — в радиальном направлении и по концентрическим окружностям, на тарелках ГИАП-2 [13] — в поперечном направлении, на тарелках МИХМа [49] обеспечивается встречное движение рабочих сред, ирощедших через отверстия, расположенные в соседних рядах и т. д. [c.38] Применение фасонной насадки позволяет интенсифицировать массообмен при ректификации и абсорбции за счет направленного ввода паровой или газовой фаз в жидкую [50]. Особенно целесообразно применение фасонной насадки в процессах, протекающих в системах жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело, жидкость — газ — твердое тело при наложении на взаимодействующие фазы низкочастотных колебаний. В последнем случае удается организовать активное поперечное движение фаз, снижающее поперечную, неравномерность и препятствующее продольному перемешиванию. В то же время фасонные насадки могут иметь большое свободное сечение, достигающее в ряде случаев 50% и более, а наличие направляющих лопаток, отогнутых под углом 25— 30°, обусловливает большую глухую площадь насадки в плане, через которую происходит наложение вибрационных колебаний на рабочие среды. [c.38] Живое сечение насадки Бредли обычно составляет 15—18%. Подобная ндсадка была с успехом использована в качестве перераспределительных секционирующих тарелок, установленных между пятью пакетами сит-чатых тарелок в пульсационной экстракционной колонне диаметром 600 мм и высотой 5 м, в которой проводили экстракцию урана. В результате содержание урана в рафинате уменьшилось с 6 до 0,001 %. [c.39] Бредли фактически явилась прототипом более совершенных фасонных насадок, к которым относятся насадка КРИМЗ и насадки ГИАП. [c.40] Основные конструктивные параметры пасадки КРИМЗ (размеры отверстий, расстояния между дисками, углы наклона направляющих лопаток и др.) были установлены при проведении специальных исследований [53], выполненных на аппаратах различных размеров при изменении диаметра от 0,2 до 1,5 м и высоты от 0,5 до 8,0 м. На модельной квадратной колонне (сечение 176X176 мм, высота 1,2 м) с несколькими вариантами насадок исследовали влияние физико-химических свойств реагентов на основные характеристики работы колонны. При проведении исследования физико-химические свойства (межфазное натяжение, плотности и вязкости сплошной и дисперсной фаз) использованных систем изменяли в широких пределах. [c.41] В работе [53] приведены также данные о зависимостях удерживающей qno oOHO TH и предельной производительности от интенсивности пульсаций и угла наклона направляющих лопаток, о скорости коалесценции капель, поперечной неравномерности и продольному перемешиванию, а также эффективности экстракционных пульсационных аппаратов с насадкой КРИМЗ. [c.42] В вибрационных колоннах насадка КРИМЗ была испытана в промышленных условиях [55] на стадии водной реэкстракции капролактама из его раствора в три-хлорэтилене. Насадка была смонтирована в рабочей зоне колонного экстрактора диаметром 0,5 м и высотой -9 м, имевшим верхнюю и нижнюю отстойные зоны диаметром 0,9 м и общую высоту 11,5 м. [c.42] Каждый из 58 дисков насадки, расположенных на расстоянии 155 мм друг от друга, имел по 108 отверстий размером 40X20 мм, э угол наклона направляющих лопаток составлял 30°. Свободное сечение (без учета влияния направляющих лопаток) было равно 47%- При работе на системе трихлорэтилен — капролактам — вода удалось получить удельные суммарные нагрузки до 59 м /(м2-ч) и высоту, эквивалентную одной теоретической ступени (ВЭТС), равную 1,3 м. [c.42] Вернуться к основной статье