ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Продольное перемешивание в вибрационных и пульсационных колоннах с перфорированными тарелками из "Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности" Вибрационные и пульсационные колонны с перфорированными тарелками применяют в химической промышленности главным образом для процессов жидкостной экстракции и в качестве химических реакторов для гомогенных и гетерогенных процессов. В вибрационных колоннах п емешивание и диопер-гирование жидкостей осуществляется в результате возвратнопоступательного движения перфорированных тарелок, через отверстия которых протекают находящиеся в аппарате жидкости. В пульсационных колоннах с перфорированными тарелками жидкость специальными пульсаторами приводится в колебательное движение. [c.169] В литературе опубликовано довольно много работ, посвященных (исследованию продольного перемешиваяня в вибрационных и пульсационных колоннах. К сожалению, большинство исследований выполнено с аппаратами небольших диаметров ( 50 мм), что затрудняет оценку результатов и выявление коэффициентов масштабного перехода. Различие условий и методики исследований привело в ряде случаев к противоречивости полученных данных. Это иллюстрируется табл. 7 и 8, где собраны результаты ряда опубликованных работ. [c.169] Решение уравнения (V.21) относительно Еоб приводит к уравнению (1) табл. 7. Как следует из этого уравнения, об пропорционально Л/о.зб о,о7 . J. лишь очень слабо зависит от амплитуды пульсаций. Это положение не согласуется с данными других исследователей. Можно предполагать, что при увеличении толщины тарелки бт увеличивается сопротивление обратному перемешиванию. Однако, как видно из уравнения (1) табл. 7, в которое 6т входит в степени 0,05, она практически не влияет на ход процесса. [c.174] Уравнение (1) табл. 7 не отражает влияния суммарной нагрузки между тем увеличение скоростей сплошной и дисперсной фаз оказывает противоположное действие на Еп.с- Из физических свойств жидкостей на Еп.с в наибольшей степени влияет межфаз-ное натяжение о. [c.174] В работе [153] обнаружено значительно большее влияние частоты и амплитуды пульсации на коэффициент обратного перемешивания [уравнение (2) табл. 7], чем в работе [152]. При этом Еоб в случае встречного движения двух фаз меньше, чем при однофазном потоке. По мнению авторов [153], капли дисперсной фазы, коалесцируя под (или над) тарелкой, образуют слои, препятствующие обратному перемешиванию сплошной фазы. При увеличении скорости последней значение Еоб уменьшается, а при однофазном потоке обратный переток жидкости из секции в секцию осуществляется легче, и Еоб возрастает. Во время опытов не было обнаружено влияния соотношения фаз на величину Еоб. [c.174] Сплошная линия — расчет по уравнению (3) табл. 7 точки — по экспериментальным данным разных авторов. [c.175] К оплошной и дисперсной фазам в пульсационных колоннах с перфорированными тарелками (рис. У-15 и У-1б). Для сплошной фазы экспериментальные точки группируются около одной прямой, а для дисперсной фазы каждой высоте секции Н соответствует своя кривая, имеющая минимум. С увеличением Н возрастает т.д/УСд. При каждом Н с увеличением, МА экспериментальные точки приближаются к линии, описываемой уравнением (3) в табл. 7. [c.175] Исследовав влияние эффективной скорости, за которую принимали сумму скорости сплошной фазы ис и интенсивности пульсации МА, на коэффициент продольного перемешивания п.сДля однофазного потока и встречного движения двух фаз [160], получили уравнение (8) табл. 7, которое описывает экспериментальные данные с точностью до 16%. [c.177] При исследовании пульсационных колонн с насадкой КРИМЗ [161] для аппарата с 0к = 200 мм при Л Л = 1000—1200 мм/мин и ис=15 м /(м2-ч) наблюдали п.с= 1,5—3 см с. [c.177] Приведенные данные получены в основном лри исследовании продольного перемешивания в лабораторных пульсационных колоннах с перфорированными тарелками (Дк 100 мм). Полученные расчетные зависимости для величины Еп.с различаются структурой и степенью влияния определяющих факторов процесса. [c.177] Анализ профиля концентраций, ступенчато изменявшегося по высоте колонны, показал, что в различных точках секций концентрация трассера заметно отличается (особенно при малой частоте вибраций). Профиль концентраций, рассчитанный с использованием опытных коэффициентов обратного перемешивания, поиемлемо согласовывался с экспериментальным. [c.178] Ск к Ск — концентрации трассера в самом верхнем и самом нижнем сечениях секции f=W /u —коэффициент рециркуляции. [c.178] Анализ опытных данных показал хорошее соответствие их уравнению (V.28), причем /С=6,6 и т=4,5. Опытные данные для колонны с высотой секции Я 4,5 см описаны уравнением (1) табл. 8. [c.179] Авторы работы [164] обнаружили некоторую зависимость /эф от вязкости с ростом последней от 1 до 9,72 оПз значение /эф увеличилось от 1,78 до 2,43 см с. Удовлетворительного объяснения этого факта в работе не дано. Оказалось, что /эф сильно зависит от характера расположения отверстий на тарелке и их шага при увеличении последнего /эф растет. Шаг отверстий рекомендуется использовать в качестве определяющего размера. [c.179] Сопоставление результатов расчета по уравнению (3) табл. 7 ДЛЯ пульсационных колонн с ситчатыми тарелками и по уравнению (I) табл. 8 для вибрационных колонн показало, что йри Я 5 см результаты в обоих случаях близки, но при Я 5 см расхождение велико и возрастает с увеличением Н. Это, видимо, связано с тем, что авторы работы [154] проводили исследования в основном при см. [c.179] В работе [165] изучали продольное перемешнвагаие сплошной фазы в вибрационной колонне прямоугольного сечения 30X70 мм на системе толуол — вода, причем в качестве оплошной фазы использовали как толуол, так и воду. Обнаружено, что коэффициент рециркуляции между секциями аппарата уменьшается с увеличением скорости сплошной фазы в- степени —1,25, скорости дисперсной фазы в степени —0,2 и расстояния между тарелками в степени —0,2. С ростом интенсивности вибрации коэффициент рециркуляции увеличивается в степени +1,45. [c.179] Результаты обобщения опытных данных, полученных [167] методом планирования эксперимента для вибрационной колонны диаметром 80 мм, выражены уравнением (4) табл. 8. Междиско-вое пространство заполняли насадкой из полиэтиленовых дисков размером н = 5Х5, 7X7, 9x9 мм. Высоту слоя насадки варьировали от 12 до 44 мм. [c.180] В работе [66] исследован вибрационный экстрактор диаметром к = 300 мм и высотой = 6000 мм с отстойными камерами. Опыты проводили при однофазном потоке [трихлорэтилен, Пс = = 19—71 м (м -ч)] и при встречном движении двух фаз [сплошная— трихлорэтилен, ис = 19—71 м (м -ч) дисперсная — вода, Ыд=0—35 м (м2-ч). Амплитуда вибрации А = 2—5 мм, частота Л/=94—220 МИН . Удерживающая способность находилась в пределах 11—26%. Наблюдаемые коэффициенты продольного перемешивания составляли п.с=13—20,9 см /с, п.д=108—209 см /с. Хотя коэффициенты продольного перемешивания для дисперсной фазы на порядок выше, чем для сплошной, числа Пекле для обеих фаз оказываются близкими. [c.180] Вернуться к основной статье