Гидравлическое сопротивление барботажных колонн

Гидравлическое сопротивление барботажной колонны с неподвижным слоем мелкозернистой насадки при восходящем потоке газо-жидкостной смеси с достаточной для инженерных расчетов точностью можно рассчитать по уравнению [c.516]

ГИДРОДИНАМИКА И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ БАРБОТАЖНЫХ КОЛОНН [c.204]

Распространенными в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности аппаратами являются барботажные (тарельчатые) колонны. При расчетах гидравлического сопротивления барботажных аппаратов обычно требуется определить гидравлическое сопротивление сухих (т. е. неорошаемых) тарелок Ар , через которые проходит газ или пар. Для расчета Ар применяют следующую формулу [c.12]

Насадочные колонны. В этих колоннах используются насадки различных типов (см. главу XI), но в промышленности наиболее распространены колонны с насадкой из колец Рашига. Меньшее гидравлическое сопротивление насадочных колонн по сравнению с барботажными особенно важно при ректификации под вакуумом. Даже при значительном вакууме в верхней части колонны вследствие большого гидравлического сопротивления ее разрежение в кипятильнике может оказаться недостаточным для требуемого снижения температуры кипения исходной смеси. [c.497]

Описанная схема абсорбции хлористого водорода имеет ряд недостатков, из которых важнейшими являются громоздкость и сильная коррозия аппаратуры высокий расход энергии в связи с высоким гидравлическим сопротивлением барботажных абсорберов и др. Эти недостатки исключаются, если абсорбцию хлористого водорода проводят без искусственного отвода тепла (адиабатическая абсорбция) в тарельчатых колоннах. [c.153]

Такой принцип организации контакта фаз и сепарации газожидкостного потока позволяет обеспечивать пропускную способность аппарата, на порядок превышающую производительность барботажных колонн при высокой степени разделения. Однако гидравлическое сопротивление в таких колоннах несколько больше, чем в барботажных. [c.163]

Для нормальной работы барботажной тарелки должно быть обеспечено равномерное распределение потока паров по всей рабочей площади тарелки, т.е. гидравлическое сопротивление каждого контактного элемента (колпачка, клапана, отверстия) должно быть одинаковым. Этого можно достичь погружением контактных элементов в слой жидкости на одну и ту же глубину. Если высота слоя жидкости на тарелке меняется незначительно, что характерно для колонн относительно небольшого диаметра (обычно менее 1 м), то колпачки могут быть установлены на одном горизонтальном уровне. Для колонн большого диаметра и при значительных расходах жидкости, когда высота слоя жидкости на тарелке существенно меняется (более 10 мм), применяют разный уровень установки колпачков (более высокий у колпачков, расположенных ближе к входу жидкости на тарелку). Кроме того, устраивают несколько каскадов по пути движения жидкости или делят общий поток жидкости на несколько потоков (см. рис. У11-2, а-г). [c.230]

Принцип действия клапанных тарелок (рис. XI-23, а, б) состоит Б том, что свободно лежащий над отверстием в тарелке круглый клапан 1 с изменением расхода газа своим весом автоматически регулирует величину площади зазора между клапаном и плоскостью тарелки для прохода газа и тем самым поддерживает постоянной скорость газа при его истечении в барботажный слой. При этом с увеличением скорости газа в колонне гидравлическое сопротивление клапанной тарелки увеличивается незначительно. Высота подъема клапана ограничивается высотой кронштейна-ограничителя 2 и обычно не превышает 8 мм. Пластин- [c.453]

Барботажные колонны. Эти аппараты в процессах ректификации наиболее широко распространены. Они применимы для больших производительностей, широкого диапазона изменений нагрузок по пару и жидкости и могут обеспечить весьма четкое разделение смесей. Указанный выше (см. главу XI) недостаток барботажных аппаратов — относительно высокое гидравлическое сопротивление — в нмеет такого существенного значения, как в процессах абсорбции, где величина Ар связана со значительными затратами энергии на перемещение газа через аппарат. При ректификации повышение гидравлического сопротивления приводит лишь к некоторому увеличению давления и соответственно к повышению температуры кипения жидкости в кипятильнике колонны- Однако тот же недостаток (значительное гидравлическое сопротивление) сохраняет свое значение для процессов ректификации под вакуумом. [c.497]

При необходимом числе единиц переноса свыше шести-семи в аппаратах со ступенчатым контактом требуется обычно более трех ступеней и в данном случае эти аппараты целесообразно выполнять в виде тарельчатых колонн. В качестве таких аппаратов возможно использование барботажных абсорберов с тарелками различных типов. Эти абсорберы в принципе применимы при любом числе единиц переноса, но при очень больших числах единиц переноса требуется много тарелок, что ведет к увеличению высоты аппарата, ело удорожанию и повышению гидравлического сопротивления. При числе единиц переноса на эквивалентную ступень (см. стр. 227), равном 0,8, в аппарате с 20 тарелками можно получить общее число единиц переноса 16 высота рабочей части такого аппарата составит 8—10 м. По габаритам описанный барботажный абсорбер обычно меньше насадочного, но обладает большим гидравлическим сопротивлением. При необходимом числе единиц переноса более шести-семи и работе без давления насадочные аппараты могут оказаться предпочтительнее. [c.653]

Гидравлическое сопротивление пустотелой барботажной колонны в рабочих условиях можно выразить соотношением [c.516]

В большинстве работ, рассматривающих явление захлебывания в пленочных колоннах, игнорируется влияние высоты пакета насадки или высоты орошаемого канала. Вместе с тем, как было указано выше, динамика этого процесса состоит в том, что в нижней части каждого канала и пакета развивается барботажный режим при сохранении пленочного режима, хотя и сопровождающегося некоторым брызгоуносом, в остальной части пакета или канала. Рост высоты барботажного слоя проявляется в быстром возрастании гидравлического сопротивления пакета. После того как весь пакет окажется заполненным газо-жидкостной эмульсией, наступит его полное захлебывание. [c.69]

При конструировании аппаратов этого типа (рис. 89) следует принимать следующие размеры шаг между кольцевыми ребрами 10—15 см величина перекрытия колец 3— 5 мм (она остается постоянной для всех элементарных узлов) число оборотов ротора свыше 3 ООО в минуту гидравлическое сопротивление одного элементарного узла 1—1,5 мм вод. ст. Диаметр ротационного аппарата этого типа 840 мм, а высота рабочей части 2560 мм при 96 элементарных контактных узлах. Колпачковая колонна с таким же количеством тарелок имела бы высоту около 20 ООО мм. Однако при сопоставлении этого типа ротационных аппаратов с тарельчатыми барботажными следует учитывать производительность аппарата, г 1 Максимальная площадь для прохода пара в ротационном аппарате невелика. Она определяется диаметром наименьшего подвижного кольца и его расстояния до ближайшего неподвижного кольца. Отношение площади этого прохода к площади полного сечения колонны будет живым сечением контактного устройства. Оно составляет 5—7%, тогда как у барботажных тарельчатых аппаратов — 15— 20%. Так как скорость пара в горловинах барботажных аппаратов примерно та же, что и в живом сечении роторного аппарата, то ясно, что производительность контактного аппарата будет невелика. [c.142]

Обычные тарельчатые ректификационные колонны с тарелками барботажного типа обладают чрезмерно высоким гидравлическим сопротивлением и для процессов разделения смесей под вакуумом практически непригодны. Пленочная тарельчатая колонна для ректификации под вакуумом была предложена Лева в 1962 г. и впервые описана в работе [89]. [c.141]

Третий режим — режим эмульгирования — возникает в результате накопления жидкости в свободном объеме насадки. Накопление жидкости происходит до тех пор, пока сила трения между стекающей жидкостью и поднимающимся по колонне газом не уравновесит силу тяжести жидкости, находящейся в насадке. При этом наступает обращение, или инверсия, фаз (жидкость становится сплошной фазой, а газ — дисперсной). Образуется газо-жидкостная дисперсная система, по внешнему виду напоминающая барботажный слой (пену) или газожидкостную эмульсию. Режим эмульгирования начинается в самом узком сечении насадки, плотность засыпки которой, как указывалось, неравномерна по сечению колонны. Путем тщательного регулирования подачи газа режим эмульгирования может быть установлен по всей высоте насадки. Гидравлическое сопротивление колонны при этом резко возрастает (на рис. ХМЗ этот режим характеризуется почти вертикальным отрезком ВС). [c.445]

Основными достоинствами насадочных колонн являются простота устройства и низкое гидравлическое сопротивление. Недостатки трудность отвода тепла и плохая смачиваемость насадки при низких плотностях орошения. Отвод тепла из этих аппаратов и улучшение смачиваемости достигаются путем рециркуляции абсорбента, что усложняет и удорожает абсорбционную установку. Для проведения одного и того же процесса требуются насадочные колонны обычно большего объема, чем барботажные. [c.448]

Барботажная тарелка большой колонны (рис. 108) отличается от других применяемых тарелок тем, что в ней увеличено расстояние между днищем и колпаком до 220 мм, уменьшен диаметр колпака, увеличена площадь отверстий в днище. Эти конструктивные изменения позволили значительно удлинить время межпромывочного пробега колонны и уменьшить ее гидравлическое сопротивление. [c.306]

Преимуществом насадочных колонн является простота устройства, особенно при работе с агрессивными средами, так как в этом случае требуется защита от коррозии только для корпуса колонны и поддерживающих решеток, насадка же может быть выполнена из стойкого материала (керамика, фарфор). Другим преимуществом насадочных колонн является низкое гидравлическое сопротивление (по сравнению с барботажными абсорберами). [c.440]

При расчете барботажных абсорберов с колпачковыми тарелками задаются конструкцией и размерами колпачка и определяют число колпачков, размеры переливных устройств, диаметр колонны, расстояние между тарелками, число тарелок и гидравлическое сопротивление аппарата. [c.455]

Пенные аппараты. Ситчатые колонны могут работать в режиме подвижной пены или эмульгирования ( пенные аппараты ). Схема ситчатой колонны для работы в пенном режиме представлена на рис. 125. Для таких колонн тарелка выполняется в виде решетки со свободным сечением 15—25% (иногда до 40%) и работает с подпором пены при помощи сливной перегородки. Высота слоя подвижной пены или газо-жидкостной эмульсии и гидравлическое сопротивление слоя почти не зависят от геометрических размеров, которые являются определяющими для барботажного режима. [c.256]

Температурный режим дестилляции зависит от расхода и давления пара, поступающего в дестиллер, и от конструкции аппаратов дестилляции и абсорбции. На заводах, оборудованных абсорберами и теплообменниками барботажного типа, имеющими более высокое гидравлическое сопротивление, дестиллер работает по режиму повышенного давления. Это давление будет меньше в том случае, когда абсорбционная колонна состоит из барботажных аппаратов, а теплообменник дестилляции — скрубберный. Для работы дестиллера под разрежением, обычным или повышенным, необходимо, чтобы гидравлическое сопротивление дестилляционной и абсорбционной колонн было минимальным. Это возможно лишь на заводах, оборудованных скрубберными абсорберами и скрубберным теплообменником. [c.62]

Гидравлическое сопротивление дестиллера составляет при средней нагрузке 200—250 мм рт. ст. Полный перепад давления по всей высоте дестилляционной колонны, от входа пара в дестиллер до выхода газа из холодильника, составляет 300—400 мя рт. ст. при скрубберной теплообменнике и 400—500 мм рт. ст. при теплообменнике барботажного типа. [c.70]

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя АРсл- Усю-кин и Аксельрод [348], в свою очередь, разделили на две составляющих — статическое сопротивление обусловленное давлением находящейся на решетке жидкости, и сопротивление АРа, обусловленное действием сил поверхностного натяжения. В дальнейшем эти представления привели [9, 113, 287] к созданию методов расчета ситчатых тарелок барботажных колонн. [c.62]

Барботажные колонны работают интенсивнее башен с насадками, но создают значительное гидравлическое сопротивление потоку газа, поэтому применяются реже башен с насадками. Для абсорбции и нагревания применяются колонны и одноступенчатые барботеры. Последние представляют собой емкости, содержащие жидкость, в которую погружены колокола или трубы. Газ или пар поступает внутрь колоколов или труб и пробулькивает через слой жидкости. Площадь соприкосновения в аппаратах первого, второго и третьего типов сохраняется лишь при сравнительно спокойном прохождении газа. В. В. Кафаров, П. А. Семенов и другие ученые доказали, что при иоступлении газа с больщой скоростью поверхность пленок становится не гладкой, а волнообразной, сферическая форма капель и пузырьков газа также нарушается происходит взаимное проникновение фаз через граничные плепкн. Протекает интенсивная турбулентная массопередача, при которой трудно учесть площадь соприкосновения. [c.75]

Диаметр колонны, м 1,0-1,6 1,8-2,0 2,2-2,6 2,8-5,0 5,5-6,4 6,4 Шаг тарелок, мм 300-450 450-500 500-600 600 800 800-900 Ситчатые тарелки (см. рис. 12.6, И[) используют в колоннах небольшого диамефа (до 2,0 м) при ректификации легких фракций нефти. В последние 10-15 лет появились варианты ситчатых тарелок, полотно которых выполнено из просечновытяжного листа. Поток паров, проходя через такое полотно, отклоняется от вертикали и на выходе из барботажного слоя направлен под углом 40-60 к горизонтали. Чтобы интенсифицировать работу тарелки на пути выходящего из барботажного слоя пара, наклонно устанавливают отбойные элементы (рис. 12.7), изготовленные из того же просечного листа. Ударяясь об эти элементы, парожидкостная смесь сепарируется жидкость пленкой стекает по элементу вниз, в зону барботажа, а пары через щели проходят в межтарельчатое просфанство. Такие тарелки имеют очень малое гидравлическое сопротивление (0,1-0,2 кПа) и обеспечивают достаточно высокую эффективность [c.503]

Поглощение брома известковым молоком производят в барбо-тажных колоннах, имеющих четыре полки, на которых установлены колпаки. Жидкость перетекает с полки на полку по переливным трубам. Применение насадочных башен не целесообразно, так как образующийся карбонат кальция за счет взаимодействия СОг с Са(0Н)2] осаждается плотной коркой на насадке и башня зарастает. Хемосорбер орошают раствором, содержащим 5—5,5% активной окиси кальция, в который постепенно вводят 10—25%-ный раствор аммиака. Добавление аммиака сразу в больших количествах приводит к его десорбции и образованию аэрозоля бромида аммония. Вытекающие из хемосорбера щелока содержат 140— 170 г/л Вг". Недостатком этого метода явлдется то, что образующийся шлам увлекает значительное количество раствора ( 50% от веса шлама) и ротор вентилятора забивается бромидом аммония это требует промывки, усложняет технологический процесс и приводит к дополнительным потерям брома (2—3%). Кроме того, применение барботажных колонн вместо насадочных башен увеличивает гидравлическое сопротивление системы на 150— 250 мм вод. ст., что повышает расход электроэнергии. Расход окиси кальция (100%) на 1 т брома составляет 0,8—1 т и зависит от содержания двуокиси углерода в бромо-воздушной смеси. [c.227]

Барботажные колонны работают интенсивнее башен с насадками, но создают значительное гидравлическое сопротивление потоку газа, ноэтому примемяготся рел е башен с насадками. Главная область применения процессы дистилляции и ректификации, в технологии органических веществ. Для абсорбции и нагревания применяются как колонны, так и одноступенчатые барботеры. Последние представляют собой емкости,, содержащие жидкость, в которую погружены колокола или трубы. Газ или пар поступает внутрь колоколов или труб и пробулькивает через слой жидкости. [c.107]

Технологические показатели работы дестилляции зависят от нагрузки дестилляционной колонны по жидкости и пару. При по- ниженной против нормы нагрузке аппаратов процесс обычно идет неровно и с плохими показателями. Это объясняется нарушением гидравлических условий работы аппаратов неполное и неровное орошение насадки скрубберных аппаратов, недостаточное пе1Ю-образование в барботажной аппаратуре и т. д. Повышению нагрузки соответствует увеличение перепада давления по аппаратам. Перегруз дестилляционной колонны влечет за собой резкое возрастание гидравлического сопротивления и брызгоуноса, вплоть до подвисания жидкости в аппаратах. Это нарушает нормальный ход массо- и теплообмена и приводит к значительным потерям аммиака, извести и двуокиси углерода. [c.63]