Гидравлическое сопротивление распределение жидкости по насадке

Насадочные колонны. Насадочные колонны больших диаметров (до 2—2,5 м) применяются для абсорбции, например аминами, поскольку в тарельчатых колоннах происходит сильное пенообразование. Они редко применяются для дистилляции, если диаметр колонн превышает 0,9 м, вследствие высокой стоимости и плохого распределения жидкости в колоннах большого диаметра. Для улучшения распределения жидкости проведена большая работа по конструированию специальных распределительных устройств. При создании новых форм насадочных тел стремятся получить в широком интервале нагрузок высокую эффективность при незначительном гидравлическом сопротивлении. В связи с этим следует упомянуть о применении пластмасс как конструкционных материалов для изготовления промышленных насадок. Промышленность США выпускает насадки из полипропилена, полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола и пентана, а также из различных синтетических волокон. Такие кольца пригодны для работы с щелочами, кислотами и солями, включая фтористоводородную кислоту, и соединениями фтора при температурах до 120° С [167]. Они становятся серьезными конкурентами других типов насадок благодаря невысокой плотности, минимальным потерям при эксплуатации и низкой стоимости. Например, вес полипропиленовых колец составляет 10% веса колец Рашига того же размера, изготовленных из нержавеющей стали, а стоимость— /з- Насадочные кольца Палля из пластмасс, выпускаемые фирмой и. S. Stoneware, обладают высокой пропускной способностью и бывают пяти размеров 15,9 25,4 38,1 50,8 88,9 мм. [c.139]

Поверхностные колонны. Как уже отмечалось в главе X, широкому применению насадочных колонн, несмотря на простоту устройства и относительно низкую стоимость, препятствует их малая эффективность, обусловленная неравномерным распределением встречных потоков пара (газа) и жидкости по сечению слоя насадки. Поэтому насадочные ректификационные колонны диаметром более 1 м на химических предприятиях встречаются редко. В главе X были также рассмотрены и охарактеризованы используемые в промышленности виды насадок, их сравнительная эффективность и гидравлическое сопротивление. Как и в случае абсорбции, ректификация протекает наиболее эффективно при скорости пара в колонне вблизи скорости захлебывания w ,, определяемой по формуле (Х.И). Таким образом, рассчитав и выбрав рабочую скорость пара w , можно найти требуемый диаметр колонны. [c.556]

Для загрузки и выгрузки колец, а также для осмотра распределителей в аппарате имеются люки. В процессе эксплуатации происходит усадка и частичное разрушение керамических колец Рашига, что приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления аппарата и снижению его эффективности, В абсорберах больших диаметров (4,5- 5 м) одной из основных причин, снижающих эффективность аппарата, является неравномерное распределение потоков газа и жидкости по сечению колонны. В насадочном абсорбере, работающем при давлении 2,45 МПа, имеются три слоя насадки высотой каждый [c.82]

Основной недостаток нерегулярных (насыпных) насадок, ограничивающий их применение в крупнотоннажных производствах, — неравномерность распределения контактирующих потоков по сечению аппарата. Регулярные насадки, изготавливаемые из сетки, перфорированного металлического листа, многослойных сеток и т. д., обеспечивают более однородное, по сравнению с традиционными насадками из колец и седел, распределение жидкости и пара (газа) в колоннах. Кроме того, они обладают исключительно важным достоинством, таким как низкое гидравлическое сопротивление — в пределе до 1-2 мм рт. ст. (130-260 Па) на 1 теоретическую тарелку. По этому показателю они значительно превосходят любой из известных типов тарельчатых контактных устройств. В этой связи в последние годы за рубежом и в нашей стране начаты широкие научно-исследовательские работы по разработке самых эффективных и перспективных конструкций регулярных насадок и широкому применению их в крупнотоннажных производствах, в том числе в таких процессах нефтепереработки, как вакуумная и глубоковакуумная перегонка мазутов. На НПЗ ряда развитых капиталистических стран вакуумные колонны установок перегонки нефти в настоящее время оснащены регулярными насадками, что позволяет обеспечить глубокий вакуум в колоннах и существенно увеличить отбор вакуумного газойля и достичь температуры конца кипения до 600 °С. [c.121]

Плоскопараллельную насадку с успехом применяют в вакуумных колоннах, где особенно важно снизить гидравлическое сопротивление. Она представляет собой пакет пластин высотой 0,5—0,8 м, стянутый болтами. Зазоры между пластинами фиксируются дистанционными втулками. Основные типы насадок для вакуумных колонн — плоскопараллельная (рис. 136, а), сотовая (рис. 136,6) и зигзагообразная (рис. 136, а). Насадка устанавливается таким образом, чтобы листы каждого последующего пакета были повернуты на 45—90° по отношению к предыдущему. Необходимо иметь в виду, что для всех регулярных насадок к устройствам для распределения жидкости предъявляются более высокие требования в части равномерности распределения и обеспечения пленочного течения жидкости по насадке. [c.146]

Приведенный расчет выполнен без учета влияния на основные размеры ректификационной колонны ряда явлений (таких как неравномерность распределения жидкости при орошении, обратное перемешивание, тепловые эффекты и др.), что иногда может внести в расчет существенные ошибки. Оценить влияние каждого из них можно, пользуясь рекомендациями, приведенными в литературе [8, 11, 12] ив гл. 3. Последовательность приведенного расчета рекомендуется сохранить и для колонн с насадками других типов. Расчетные зависимости для определения предельных нагрузок по фазам, коэффициентов массоотдачи и гидравлического сопротивления насадок достаточно полно представлены в литературе [I, 11] и в гл. 5. [c.237]

В миоготоинажиых производствах, когда процесс ведется под давлением, близким к атмосферному, часто нри.меняют насадочные колонны большого диаметра с регулярно уложенной насадкой, имеющей в условиях полной смоченности более развитую активную поверхность и меньшее гидравлическое сопротивление, чем беспорядочно загруженные кольца [38, 86]. Свойственное регулярной насадке малое радиальное расширение потоков стекающей жидкости (см. рис. 14) обусловливает необходимость обеспечения, наряду с равномерностью начального распределения, повышенной степени смочен-пости главного орошаемого сечения (см. стр. 45, 54). Однако обычно устанавливаемые в таких колоннах неразбрызгивающие оросители (плиты, желоба) часто не обеспечивают, как было отмечено, выполнение этого условия даже при большом числе равномерно распреде- [c.66]

Простейшая регулярная насадка — плоскопараллельная (рис. 2.28) — представляет собой пакеты, набираемые из плоских вертикальных, обычно металлических пластин толщиной 0,4—1,2 мм, расположенных параллельно с одинаковым зазором 10— 20 мм. Высота пакета пластин 400—1000 мм. Наружный диаметр пакета соответствует внутреннему диаметру колонны Для повышения равномерности распределения жидкости в колонне пакеты устанавливают один над другим взаимно повернутыми на угол 45—ЭО . Насадка может устойчиво работать в широком диапазоне производительности по газу [Р = 3,5. .. 8 (м/с)Х Х(кг/м )-о-5] и по жидкости [I = 0,3. .. 50 м7(м ч)1. В зависимости от производительности насадка обеспечивает высоту, эквивалентную одной теоретической ступени, в пределах 0,6—1,5 м при гидравлическом сопротивлении 1 м насадки 70—300 Па. Недостатки этой насадки — высокая металлоемкость, плохое перераспределение жидкости, сравнительно низкая эффективность. [c.98]

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]

Для обеспечения равномерного распределения жидкости по поверхности насадки предложен капиллярный распределитель, основным элементом которого являются две соприкасающиеся загнутые О-образные проволоки. Одно, короткое плечо распределителя погружено в жидкость, находящуюся в распределительном устройстве, а другое, длинное плечо касается насадки и играет роль канала, по которому жидкость стекает на насадку. Течение жидкости в пространстве между проволоками обеспечивается за счет их смачивания жидкостью и действия силы тяжести. На 1 м поперечного сечения насадки монтируется до 18 ООО таких распределительных элементов. Это обеспечивает равномерное распределение жидкости по насадке при плотностях орошения от 400 до 10 ООО л/м -ч. В связи с тем, что толщина сетки и слоя жидкости на ней составляет небольшую долю от расстояния между витками спирали, живое сечение колонны уменьшается мало и скорость пара в насадке близка к скорости пара в свободном сечении колонны. Прямолинейное расположение каналов для пара обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление насадки, что особенно важно для процессов ректификации, проводимых при давлениях 133—1330 Па. [c.103]

В многотоннажных производствах, когда процесс ведется под давлением, близким к атмосферному, применяют насадочные колонны большого диаметра с регулярно уложенной насадкой, обладающей в условиях полной смоченности большей долей активной поверхности и меньшим гидравлическим сопротивлением, чем беспорядочно загруженные кольца. Свойственное регулярной насадке малое радиальное расширение потоков стекающей вниз жидкости (см. рис. 19) обусловливает необходимость большей равномерности ее начального распределения и полноты смоченности орошаемого сечения. Однако обычно устанавливаемые в таких колоннах неразбрызгивающие оросители (плиты, желоба) не обеспечивают, как было отмечено, полной смоченности упорядоченной насадки даже при большом числе равномерно распределенных точек подачи жидкости. [c.63]

Итак, равномерность распределения газового потока по сечению слоя зависит от гидравлического сопротивления решетки, в частности от величины р. Опубликовано большое количество работ, посвященных изучению гидравлического сопротивления сухих (без материала) устройств, распределяющих газ или жидкость в пустых аппаратах, реже в слое неподвижной насадки [25, 36, 191, 192, 316, 592, 707 и др.]. [c.544]

На рис. VII-24, д показана насадка Levapak усовершенствованной конструкции, выполненная из колец, разрезанных по образующей на две части, каждая из которых имеет два или три ряда отверстий с язычками разной длины, отогнутыми в смежных рядах в разные стороны. Такая насадка образует слой с равномерно распределенной порозностью и насыпной плотностью, что способствует более равномерному распределению жидкости в слое. Боковые кромки элементов насадки имеют зубцы, что также способствует дополнительному дроблению и турбулизации потоков. Насадка Levapak превосходит кольца Палля по эфс )ективности массопередачи в среднем на 27 % и имеет более низкое (на 23 %) гидравлическое сопротивление. [c.262]

Направление движения жидкости определяется расположением отверстий. На тарелке А с круговым движением жидкость течет в направлении, указанном стрелками от сектора к сектору (см. рис. 163). На тарелке В жидкость движется радиально от периферии к центру. Обычно тарелки Киттеля устанавливают попарно с расстоянием между ними около 200 мм, причем на нижней жидкость имеет радиальное, а на верхней—круговое движение. Между парой тарелок иногда насыпают насадку из колец Рашига размером 25 мм. Над каждой парой этих тарелок устанавливают брызгоотбойную тарелку такой же конструкции, но с более широкими щелями. Описанные тарелки обычно не имеют переливных устройств. Особенностью тарелки Киттеля являются относительно тонкий слой жидкости, который хорошо распределен по всему сечению тарелки, и низкое гидравлическое сопротивление. [c.508]

Абсорберы, Абсорбция СО2 из конвертированного газа раствором МЭА при низком давлении осуществляется в аппаратах с кольцевой насадкой, не создающей большого гидравлического сопротивления. С увеличением производительности абсорбера возрастают его размеры. Замечено, что эффективность насадочных абсорберов с увеличением их диаметра снижается. Это объясняется трудностью достижения равномерного распределения потоков жидкости и газа по сечению аппарата. [c.195]

Основной недостаток нерегулярных (насыпных) насадок, ограничивающий их применение в крупнотоннажных производствах, - неравномерность распределения контактирующих потоков по сечению аппарата. Регулярные насадки, изготавливаемые из сетки, перфорированного металлического листа, многослойных сеток и т.д., обеспечивают более однородное, по сравнению с традиционными насадками из колец и седел, распределение жидкости и пара (газа) в колоннах. Кроме того, они обладают исключительно важным достоинством, таким как низкое гидравлическое сопротивление — в пределе до [c.416]

При осуществлении дестилляции под вакуумом применяются скрубберные теплообменники с насадкой из кокса или деревянной решетки. Преимущества скрубберного теплообменника заключаются в небольшом гидравлическом сопротивлении, интенсивном перемешивании газа, малом объеме и времени пребывания жидкости в аппарате. Крупным недостатком скруббера является неравномерность распределения жидкости по насадке. Поэтому высота насадки выше 20—25 м является нежелательной, а отношение высоты скруббера к его диаметру должно быть не мень-шеЗ, но не больше 6—8. В случае необходимости увеличения общего объема насадки следует, в целях улучшения распределения жид- [c.95]

Особенно важно обеспечить равномерное исходное распределение орошающей жидкости в колоннах с регулярной насадкой. В этом случае реализуются преимущества этих массообменных колонн — высокая объемная производительность, в 2—3 и более раз превышающая производительность колонн с нерегулярной насадкой, а также низкое гидравлическое сопротивление. Последнее свойство особенно ценно при осуществлении процесса вакуумной ректификации. [c.13]

В серии опытов с колонной диаметром 500 мм, заполненной металлическими кольцами Палля, нри ректификации смесей метанола и этанола высота слоя насадки варьировалась от 1,33 до 2 м. Ректификация проводилась при атмосферном давлении и без отбора дистиллята. Результаты этих исследований (рис. IV.5) показывают, что удельное гидравлическое сопротивление и эффективность насадки мало зависят от высота ее слоя. Аналогичные результаты получены при работе под пониженным давлением (1,33-10 ) в процессе ректификации смеси этилбензол— стирол. В этом случае эффективность насадки уменьшилась на 10% при увеличении высоты слоя ее от 2 до 4 м. Эти выводы справедливы при равномерном распределении жидкости по насадке. [c.135]

Как указывалось, в насадочных абсорберах, вследствие распределения в них жидкости тонким слоем по поверхности насадки, создается развитая поверхность контакта между жидкостью и газом. Развитой поверхностью фазового контакта отличаются и бар-ботирующие абсорберы. Однако чаще применяют насадочные абсорберы вследствие простотгл их устройства, дешевизны, удобства обслуживания и ремонта кроме того, насадочные абсор-, беры легко могут быть изготовлены из любого химически стойкого материала (андезит, керамика и др.), в то время как тарельчатые абсорберы трудно изготовить из неметаллических материалов. Следует также указать на более высокое гидравлическое сопротивление тарельчатых абсорберов по сравнению с насадочными. [c.523]

При точечной подаче потоков нераздробленной жидкости довольно просто осуществить их равномерное распределение по всей орошаемой поверхности. Такое орошение насадочных колонн оказывается целесообразным как при ограниченных расходах жидкости, так и в тех случаях, когда унос брызг жидкости газом из аппарата является нежелательным или недопустимым из-за связанных с ним изменений технологического процесса в колоннах, коррозии газопроводов, загрязнения воздушного бассейна и прилежащей к заводу территории брызгами агрессивной жидкости и необходимости применения вследствие этого специальных устройств, часто громоздких и обладающих к тому же значительным гидравлическим сопротивлением (например, колонны с насадкой [36, 7]). Унос жидкости из колонн, находящихся перед контактными аппаратами, полностью недопустим из-за порчи контактной массы брызгами. [c.48]

Ректификация производится в насадочных, пленочных и тарельчатых колоннах. Насадочные колонны щироко употребляются в установках малой производительности. Они особенно эффективны при диаметре колонны меньше Й мм. В насадочных колоннах большого диаметра трудно получить чистые продукты вследствие неравномерности смачивания насадки жидкостью. Кроме того, насадочные колонны обладают относительно большим гидравлическим сопротивлением. Пленочные колонны широкого распространения не получили неподвижные — из-за трудности равномерного распределения флегмы между большим количеством отдельных элементов (трубок), вращающиесяиз-за относительной сложности изготовления и эксплуатации. В большинстве случаев используются колонны с ситчатыми и колпачковыми тарелками. [c.248]