ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Насадочные контактные устройства массообменных аппаратов из "Основное технологическое оборудование зарубежных газоперерабатывающих заводов" Насадки составляют отдельный класс контактных устройств массообменных аппаратов. До недавнего времени насадочные массообменные аппараты находили ограниченное применение в промышленных процессах ректификации и абсорбции. Считалось, что хорошие результаты разделения в насадочных колоннах можно достигнуть только при небольшой производительности и постоянной скорости газовой фазы. Применение насадочных колонн ограничивалось диаметром аппарата порядка 0,8—1,0 м при увеличении диаметра возникал так называемый канальный режим, т. е. [c.113] С ростом применения насадочных колонн при переработке углеводородных газов выбор прогрессивной конструкции пасадки приобретает важное значение. За счет при1мене1ния более совершенной конструкции насадки можно повысить эффективность разделения, снизить гидравлическое сопротивление, уменьшить массу и габариты колонны. [c.115] При выборе насадок сравнивают их основные характеристики линейные размеры, удельную поверхноють и овободный объем. Удельная поверхность насадки (в м /м )—это геометрическая поверхность насадочных тел в объеме, равном 1 м . Свободный объем насадки — это объем пустот в 1 м , который выражается соответственно в м /м . Однако сравнение насадок,только на основании удельной поверхности и свободного объема является неполным, поскольку эти показатели лишь частично характеризуют насадку. К другим показателям, которые необходимо учитывать при сравнении насадок, относятся удерживающая способность, доля омоченной и активной поверхностей, гидравлическое сопротивление. Эти показатели не имеют постоянного значения и определяются гидродинамикой насадочного аппарата. [c.115] В насадочных противоточных аппаратах в зависимости от режимов течения не вся поверхность насадки может быть смочена. И не вся смоченная поверхность является активной с точки зрения массообмена. Часть поверхности может быть смочена неподвижной пленкой жидкости, не участвующей в общем течении жидкости, зта часть, ие является а кгивной поверхностью насадки. [c.116] Доля смоченной и активной поверхностей насадки изменяется в зависимости от плотности орошения, скорости газовой фазы, физических свойств жидкости, форм и размера насадки. С увеличением плотности орошения доля юмоченной и активной поверхностей возрастает. При небольших нагрузках ио газу скорость газовой фазы не влияет па активную поверхность, при повышенных нагрузках доля смоченной и активной поверхностей увеличивается. Смоченная и активная поверхности насадки увеличиваются с уменьшением поверхностного натяжения жидкости. Активная поверхность насадки небольшого размера ненамного выше, чем крупных насадок, в то время как общая поверхность насадки значительно возрастает с уменьшением размера. [c.116] В насадочных массообменных аппаратах в зависимости от нагрузок по газу и жидкости существует четыре характерных гидродинамических режима. [c.116] Первый режим I(пленочный) и меет место гт.ри небольших нагрузках по глзу и жидкости. Задержка жидкости незначительна и не зависит от скорости газа. Взаимодействие фаз происходит на поверхности смоченной насадки. Сопротивление насадки изменяется пропорционально квадрату скорости газа. [c.116] Второй режим ((подвисания) характерен подтормаживанием потока жидкости газовым потоком и образованием вихрей на поверхности пленки. Это приводит к уменьшению скорости стекающей жидкости и к увеличению толщины пленки и количества удерживаемой жидкости. При увеличении количества удерживаемой жидкости уменьшается свободное сечение насадки и значительно повышается гидравлическое сопротивление. Сопротивление насадки изменяется пропорционально скорости газа в степени 4—5. Возрастают смоченная и активная поверхности насадки. Контакт фаз происходит на поверхности турбулизованной пленки. [c.116] Третий режим (барботажа и захлебывания) тозникает в результате накапливания жидкости в насадке, что приводит к резкому. увеличению сопротивления колонны. Газ барботирует через слой жидкости в насадке и (Диспергирован в жидкости в виде мельчайших пузырьков, которые эмульгируют ее. Жидкость занимает весь объем насадки и турбулизована. Этот режим называют также режимом эмульгирования. Он является оптимальным режимом работы насадочных колонн и соответствует максимальной эффективности разделения. Однако данный режим существует в сравнительно небольшом диапазоне изменения скоростей потоков и сопровождается значительными колебаниями сопротивления, приводящими к нарушению режима эмульгирования. При этом эффективность разделения значительно ухудшается. [c.116] При дальнейшем повышении скорости газа наступает четвертый режим работы аппарата ((режим уноса). Газ снова становится сплошной фазой и способствует усиленному уносу жидкости из колонны. Поступление жидкости в аппарат прекращается. Резко снижается эффективность разделения насадочного аппарата [15,49]. [c.117] Кольцевая насадка. До недавнего времени наиболее распространенным типом кольцевой насадки были кольца Рашига. Эта насадка представляет собой цилиндрические трубчатые кольца (см. рис. 111-24, б) из керамики, металла или пластических масс. Диаметр колец лежит в диапазоне от 3 до 150 мм. Однако широкое промышленное применение в основном нашли насадки диаметром 25 и 50 мм. Высота колец Рашига обычно равна его диаметру. При таком соотношении размеров получается наиболее компактная укладка насадки в колоннам аппарате. [c.117] Следует отметить, что чем больше раз мер насадки, тем ниже эффективность разделения и гидравлическое сопротивление, но выше производительность. Такая закономерность объясняется тем, что распределение потоков в аппарате зависит от размера насадки чем мельче насадка, тем лучше распределение потоков. Характер этих изменений в полной мере относится ко многим типам насадок. Поэтому в зависимости от диаметра колонны выбирают раз,мер насадки. Для аппаратов с кольцами Рашига рекомендуется отношение размера насадки к диаметру колонны не более 0,033 [50]. Режим работы насадочных аппаратов с кольцами РашИга резко изменяется при изменении нагрузок по газу и жидкости диапазон эффективной работы их низок. Однако, поскольку кольца Рашига являются наиболее дешевыми из всех типов насадок и очеиь просты в изготовлении, это обеспечивало им преимущественное применение в промышленности в течение длительного времени, В табл. 15 дана характеристика колец Рашига из различных материалов [45]. [c.117] При установке перегородок и крестовин, особенно в кольцевой насадке большого диаметра, увеличиваетоя ее прочность. Изготовление спиральной кольцевой насадки — цилиндрических колец с одной или несколькими спиралями, установленными внутри колец,— значительно усложнило насадку, в то время как эффективность разделения колонн при этом повысилась незначительно. [c.119] Характеристика колец Лессинга из различных материалов дана в табл. 16. [c.119] Свободный объем насадки. [c.120] Вернуться к основной статье