Центробежные массообменные аппараты

Аппаратура для проведения массообменного процесса весьма разнообразна. Сюда относятся колонны тарельчатые (колпачковые, ситчатые, с направленными прорезями и др.), насадочные, колонны с орошаемыми стенками, колонны полочные и распылительные, аппараты инжекционного (струйного) типа, аппараты с механическими мешалками, пульсационные колонны, центробежные аппараты и др., описание которых см. в литературе, например [72]. [c.304]

Для высокопроизводительной сушки жидких и пастообразных материалов широкое распространение получили распылительные сушилки, главным узлом которых является вал с распыливающим диском, вращающимся с угловой скоростью до 1800 рад/с. Кроме того, находят применение в различных отраслях промышленности и другие основные классы высокопроизводительного оборудования с вращающимися элементами, такие как молотковые дробилки, ротационные массообменные аппараты с высокоразвитой поверхностью контакта фаз, коллоидные мельницы, центробежные насосы, компрессоры и газодувки, вращающиеся барабанные аппараты. Барабанные аппараты предназначены для рациональной организации тепло- и массообмена между обрабатываемой твердой фазой и газообразным агентом. [c.153]

Рис. 155. Элемент массообменного центробежного аппарата с диспергированием жидкости

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ [c.163]

Среди нескольких Конструктивных модификаций пленочных центробежных массообменных аппаратов наиболее известны аппараты, рабочим органом которых является ротор, выполненный в виде спиральной ленты с торцевыми крышками (рис. У.24). При вращении ротора жидкость распределяется по поверхности спирали в виде пленки, а по принципу противотока движется газ или пар. Другой конструктивной модификацией аппаратов рассматриваемого типа является аппарат с ротором, состоящим 180 [c.180]

В настоящее время разработано большое число контактных элементов, работающих в прямоточном режиме. При этом закрученный поток обеспечивает сепарацию газо- или парожидкостного потока под действием возникающих центробежных сил. На тарелках массообменного аппарата (рис. 2.89) устанавливают колпачок 2 с винтовым завихрителем 1, обеспечивающим вращательное движение газожидкостного потока. Аппарат работает следующим образом. Газ с нижележащей тарелки поступает в патрубок, где инжектирует жидкость с тарелки через щель а и, закручиваясь, поднимается вместе с жидкостью, обеспечивая контакт фаз. Под действием возникающих при этом центробежных сил жидкость отбрасывается к периферии колпачка и отделяется от газа. [c.162]

Наиболее распространенным типом ротационных аппаратов является пленочный центробежный аппарат, в котором за счет действия центробежной силы на поверхности вращающихся элементов создается тонкая пленка, перемещающаяся от центра к периферии. Пар, идущий навстречу пленке, контактирует с не . На поверхности контакта происходит массообмен между паром и жидкостью. Пленочные центробежные контактные аппараты разнообразны по конструкции, но наиболее известны и изучены аппараты с горизонтальным валом со спиральным ротором и с ротором, собранным из соосных цилиндров. [c.287]

Массообменные аппараты целесообразно классифицировать также в зависимости от использования различных сил для сепарации фаз после их контакта гравитационных, инерционных, центробежных. Так, на противоточных и перекрестноточных контактных устройствах для сепарации фаз используются гравитационные и инерционные силы, на прямоточных и перекрестно-прямоточных — гравитационные, инерционные и, в меньшей степени, центробежные силы наконец, на вихревых контактных устройствах сепарация фаз осуществляется в основном под действием центробежных сил. В связи с этим становится понятной отмеченная выше тенденция увеличения производительности массообменных аппаратов в соответствии с классификацией, приведенной на рис. 1.3. [c.15]

Помимо центробежных каплеуловителей выносного типа, к которым относятся циклоны, в последнее время получили распространение центробежные сепараторы, непосредственно размещенные в аппарате, - встроенные каплеуловители. В частности, циклонный сепаратор, установленный в тарельчатом тепло- и массообменном аппарате [8, 9], (рис. 12.24), состоит из внутреннего 1 и наружного (внещнего) 2 патрубков, завихрителя 3 и конуса 4 в виде радиально расположенных пластин, установленных под определенным углом к горизонту. [c.434]

Трехступенчатый пенный аппарат представляет собой вертикальный массообменный аппарат (рис. 8) с цилиндрическим корпусом, снабженный штуцерами ввода и вывода газа, ввода свежего и вывода отработанного орошающего раствора. Внутри абсорбера установлены три тарелки. Каждая тарелка состоит из цилиндрического контактного патрубка, в верхней части которого расположен центробежный сепаратор. Для подачи орошающего раствора в контактный патрубок в нижней его [c.8]

Для массообменного оборудования с диапазоном работ более трех были разработаны контактные устройства насадочного типа - регулярные насадки пластинчатого типа, на которых размещены объемные жгуты (навивка) для направления потоков газа и жидкости (патент РФ № 2113900), делящие объем аппарата на макро- и микроструктуры. Основной недостаток последних - повышенная стоимость изготовления по сравнению с контактными прямоточно-центробежными устройствами, основное преимущество - это расширенный диапазон эффективной работы и малый унос жидкости с газом при малых гидравлических сопротивлениях по газу за счет большого свободного объема. Рассмотренные выше устройства имеют свои области применения. Ниже приводится схема усовершенствования конструкций контактных устройств массообменных аппаратов. [c.68]

Среди центробежных экстракторов дифференциального типа наиболее известен экстрактор Подбельняка (рис. 63). Основной частью экстрактора является ротор, насаженный на вал и вращающийся вместе с ним со скоростью от 2000 до 5000 об/мин. Ротор представляет собой спираль из перфорированной ленты. Массообмен происходит в ее каналах (рис. 64). Тяжелая и легкая фазы подаются в аппарат насосами через полый вал. Легкая фаза подводится к периферии спирали, а тяжелая — к центру. При вращении ротора под действием центробежной силы тяжелая фаза отбрасывается к периферии, проходя через легкую. Число теоретических ступеней в одном аппарате от 3 до 10. [c.213]

Идея такой конструкции была реализована в роторном лопастном абсорбере [245], схема которого представлена на рис. 1П-1. Абсорбер представляет собой вертикальный цилиндрический корпус 1, внутри которого соосно с ним размещен ротор 2 —полый перфорированный вал с гофрированными лопастями 3. На валу ротора имеется четыре (по числу лопастей) вертикальных ряда отверстий, расстояние между которыми соответствует ширине гофра. При вращении полого вала жидкость (абсорбент) вытекает из него в виде ряда отдельных струек. Попадая на лопасть, струйки растекаются по ней и образуют пленку. Под действием центробежных сил пленка перемещается в радиальном направлении от центра к периферии и сбрасывается с наружной кромки лопасти на внутреннюю поверхность корпуса, по которой стекает вниз. Таким образом, в аппарате массообмен между жидкостью и газом осуществляется как на смоченной поверхности лопастей, так и на стекающей по стенке корпуса пленке жидкости. [c.129]

Аппараты с фиксированной поверхностью контакта фаз (пленочные аппараты). На рис. 225 представлены конструктивные варианты центробежных аппаратов, работающих с пленочным режимом течения жидкости. В таких аппаратах процесс массообмена интенсифицируется за счет быстрого, непрерывного, принудительного обновления поверхности раздела в поле действия центробежных сил. Наибольшее распространение из этой группы аппаратов получили аппараты с внутренними кассетными насадками, спиралями, различными цилиндрами и т. п. На рис. 226 представлена схема центробежного экстрактора Подбельняка. Основной частью экстрактора является ротор, насаженный на вал и вращающийся вместе с ним со скоростью от 2000 до 5000 об/мин. Ротор выполнен в виде спирали. Массообмен осуществляется в ее каналах. Тяжелая и легкая жидкости непрерывно подаются насосами, причем легкая жидкость подводится к периферии спирали, а тяжелая —к центру. При вращении ротора под действием возникающей центробежной силы тяжелая жидкость отбрасывается к периферии, проходя через легкую. Стенки спиралей могут быть сделаны с отвер- [c.419]

В последнее время в химической промышленности все большее значение приобретают ротационные массообменные и реакционные аппараты, в которых интенсификация процесса массообмена происходит за счет увеличения поверхности контакта реагирующих фаз. Основным рабочим органом таких аппаратов является, как правило, плоский или конический диск, в центр которого подается жидкость. Под действием центробежных сил эта жидкость растекается в виде тонкой пленки по поверхности насадки. [c.12]

Сделан обзор исследований по гидродинамике и массообмену в вихревых аппаратах барботажного типа, выполненных авторами в 1979-1983 гг. Показано, что интенсивность тепломассообмена в этих аппаратах существенно выше, чем в прямоточных пенных аппаратах, что в сочетании с высокими скоростями газа и, в особенности, с хорошей однородностью центробежного барботажного слоя позволяет на порядок снизить линейные размеры аппаратов. [c.122]

В данном, четвертом, издании книги (третье издание вышло в 1978 г.) большое внимание уделено современным типам химических аппаратов, в связи с чем расширена глава Ультразвуковая, пульсацнонная и магнитная аппаратура , включена глава Центробежные массообменные аппараты . В главу Колонные реакционные аппараты для жидкофазных процессов добавлен материал по насадкам с рысокой степенью разделения. [c.3]

Ряд ректификационных аппаратов и испарителей работают с использованием центробежной силы, которая служит для развития поверхности контакта фаз и организации направленного движения кидкостн [17]. Общий недостаток центробежных массообменных аппаратов — относительная сложность конструкции, поэтому нх, как правило, применяют в тех случаях, когда обычные ректификационные колонны не дают желаемого результата. В основном их применяют для процессов дистилляции под вакуумом и обработки высоковязких жидкостей. [c.163]

Мембранное разделение газовых смесей основано на действии особого рода барьеров, обладающих свойством селективной проницаемости компонентов газовой смеси. Обычно мембрана представляет собой жесткую селективно-проницаемую перегородку, разделяющую массообменный аппарат на две рабочие зоны, в которых поддерживают различные давления и составы разделяемой смеси. В общем случае понятие мембраны не обязательно связано с существованием такой перегородки и перепадом давления. В широком смысле под мембраной следует понимать открытую неравновесную систему, на границах которой поддерживаются различные составы разделяемой смеси под действием извне полей различной природы (ими могут быть поля температуры и давления, гравитационное и электромагнитное поле, поле центробежных сил). Разделительная способность такой системы формируется комплексом свойств матрицы мембраны и компонентов разделяемой смеси, их взаимодействием между собой. Существенна и степень неравновесностн такой системы. [c.10]

По способам образования поверхности контакта фаз массообменные аппараты классифицируются на две группы [1, 2] 1) с фиксированной поверхностью контакта и 2) с поверхностью контакта, образуемой в процессе взаимодействия потоков. К первой группе относятся в основном насадочные и пленочные аппараты, ко второй — все остальные. Промежуточное положение занимают распы-ливающие и центробежные аппараты, у которых поверхность контакта фаз образуется в результате диспергирования жидкости в форсунках или перемешивания ее роторными элементами. [c.15]

Массообменные аппараты со струйно-центробежными тарелка-гш устойчиво работают при скоростях газа (пара) до 8—10 м1сек. На струйно-центробежной тарелке достигается хорошее дисперги рование жидкой фазы с развитой межфазной поверхностью. [c.60]

Применение закрученных потоков в массообменных аппаратах позволяет существенно интенсифицирбвать процессы массо- и теплопередачи. В литературе имеются сведения по исследованию закрученных потоков, полученных с применением тангенциальных завихрителей [1,2]. В ряде случаев, однако, для создания компактных массо- и теплообменных аппаратов более подходящими оказываются так называемые осевые завихрители, представляющие собой многолопастные винтовые вставки, снабженные обтекателями. В аннотируемой работе исследовано течение газа постоянной плотности р через трубчатый вихревой элемент — цилиндрический патрубок с осевым завихрителем. Исследование выполнено по методу, разработанному для центробежных форсунок [1]. [c.139]

Так, на рис. 2.4 представлен абсорбер осушки газа диаметром 1,8 м с серийными прямоточно-центробежными массообменными элементами, который применяется на ряде УКПГ Ямбургского месторождения, а также Песчано-Уметской СПХГ и других объектах. На рис. 2.5 показан абсорбер осушки газа с серийными прямоточно-центробежными массообменными элементами и газораспределительной секцией, установленной над верхней контактной тарелкой. Данная конст-рзпкция абсорбера испытана на Западно-Таркосалинском ГКМ. Примененное техническое решение позволило при производительности аппарата по газу 10,2 млн. м /сут (р = 7,81 МПа) снизить потери гликоля с осушенным газом с 15 до 0,4-1,3 г/1000 м . [c.74]

Поверхность контакта фаз массообменного аппарата с кон-тактно-сепарадионными тарелками с центробежными прямоточными элементами (в м ) может быть рассчитана по уравнению [c.86]

Роторные П. а. можно разделить на две осн. группы. К первой относятся аппараты, в к-рых тепло- и массообмен и хим. превращ. происходят в тонком слое жидкости, создаваемом на внутр. пов-сти неподвижного корпуса с помощью вращающегося лопастного ротора. Ко второй-аппараты, в к-рых процессы переноса осуществляются в тонком слое жидкости, движущейся под действием центробежной силы по внутр. пов-сти вращающихся конусов, цилиндров, спиралей или дисков. К этому же тиру относятся аппараты с разбрызгивающим жидкость ротором. [c.576]

Центробежные экстракторы отличаются высокими производительностью (потоки до сотен м ч) и эффективностью (3-10 теоретич. ступеней), малой продолжительностью контакта фаз (неск. секунд и менее), интенсивным массообменом. Такие аппараты перспективны в произ-вах неустойчивых соед. (напр., антибиотики), при переработке высокорадиоак- [c.420]

Одним из способов повышения эффективности процессов сепарации явялется использование в качестве интенсифицируюшего фактора вихревых потоков, создающих в камере аппарата своеобразную гидро- и термодинамическую обстановку. Закрученные потоки в силу их высокой тепло- и массообменной активности нашли широкое применение в различных отраслях техники Новой областью применения вихревых камер является их использование в качестве фракционирующих аппаратов. При теоретическом исследовании механизма фракционирования принимается условие, что плотность субстанции по радиусу вихревой камеры не изменяется. Такое допущение для сепараторов в принципе неправомерно, поскольку именно градиент плотности субстанции в центробежном поле вихревой камеры является движущей силой процесса фракционирования в таких аппаратах в сочетании с температурным градиентом по радиусу (эффектом Ж. Ранка). [c.61]

Из множества конструкций экстракционных аппаратов [1, 3, 4] наибольшее распро-странение получили противоточные колонны с механическим перемешиванием вибра-. ( ционные, роторно-дисковые, пульсационные и др, В тех случаях, когда требуется аппарат, эквивалентный большому числу теоретических ступеней, используют смесительно-1" отстойные экстракторы. Аппараты этого типа позволяют строго контролировать или I целенаправленно изменять состав экстрагента на отдельных ступенях. Для экстрак-ционных процессов, в которых взаимодействуют плохо отстаивающиеся или склонные I к эмульгированию фазы, применяют тарельчатые колонны. Если требуется малое время I контакта в процессе экстракции, рекомендуется использовать центробежные аппараты. Наиболее простые и высокопроизводительные из всех известных видов экстракцион- I ных аппаратов — распылительные колонны — могут применяться в тех случаях, когда 1- требуется аппарат, эффективность которого не больше одной теоретической ступени. I Общие принципы расчета массообменной (в том числе и экстракционной) аппа- [c.255]

В последнее время в колонных абсорберах для осушки газа от влаги стали применяться высокоскоростные прямоточные центробежные сепарационно-кон-тактные элементы с тангенциальным вводом газа и рециркуляцией абсорбента (см. рис. 2.17). Эти элементы устанавливаются на горизонтальных тарелках в вертикальных противоточных аппаратах. Подаваемый сверху абсорбент (высококонцентрированный водный раствор ДЭГа) перетекает сверху вниз с тарелки на тарелку. Слой абсорбента на каждой тарелке поддерживается на некоторой высоте, которая, вообще говоря, может быть различной для разных тарелок. Абсорбент через специальную трубку попадает в сепарационно-контактный элемент и истекает из трубки в набегающий закрученный поток газа. В результате жидкость дробится, образующиеся мелкие капли подхватываются потоком и отбрасываются на стенку элемента. В результате в элементе одновременно происходят два процесса массообмен капель с газом и сепарация капель от газа. [c.529]

Среди центробежных экстракторов дифференциального типа наиболее известен экстрактор Подбельняка (рис 63) Основной частью экстрактора является ротор, насаженный на вал и вращающийся вместе с ним со скоростью от 2000 до 5000 об/мин Ротор представляет собой спираль из перфорированной ленты Массообмен происходит в ее каналах (рис 64) Тяжелая и легкая фазы подаются в аппарат насосами через полый вал Легкая фаза подводится к периферии спирали, а тяжелая — к цент ру При вращении ротора под действием центробежной силы тяжелая фаза отбрасывается к периферии, проходя через лег-к ю Число теоретических ступеней в одном аппарате от 3 до 10 Примером вертикального центробежного экстрактора может служить экстрактор Лувеста Этот трехступенчатый экстрактор представляет собой разновидность центробежного молочного сепаратора В каждой ступени имеются распылительно дисковый смеситель и центробежная осадительная камера Экстрактор может работать с растворами, имеющими твердую взвесь [c.213]

Наряду с тарельчатыми и насадочньши колоннами для массообменных процессов применяют ротационные и прямоточные аппараты. В ротационных аппаратах контакт между жидкостою и газом осуществляется за счет сообщения жидкости дополнительной энергии вращающимися элементами аппарата. Ротационные дистилляционные аппараты пленочного типа предназначены для ректификации высококипящих органических смесей в глубоком вакууме. Контакт между жидкостью и газом осуществляется в основном в тонкой пленке на боковой позерх-ности аппарата. Жидкость вводится в штуцер, расположенный в средней части аппарата. Высококипящий компонент отводится через нижний штуцер. Поднимающиеся вверх пары частично конденсируются на поверхности ротора. Жидкость за счет центробежной силы переносится на обогреваемые стенки, где вновь происходит испарение. [c.212]

На рисГ1П.15 показана схема пневмосушилки с паровой рубашкой. Внутри трубы, соосно с цилиндрическим корпусом, расположена винтовая вставка, которая закручивает взаимодей-ствуюш,ие потоки и тем самым интенсифицирует тепло- и массообмен. При движении газовзвеси частицы под действием центробежной силы отбрасываются на обогреваемую поверхность и транспортируются вверх закрученным потоком [7]. Такой аппарат следует применять для сушки термочувствительных дисперсных материалов, при которой удаляется ценный растворитель или образуются заряды статического электричества. Расход сушильного агента здесь может быть снижен по сравнению с обычными пневмосушилками. Кроме того, можно использовать инертный газ. В этом случае цикл по сушильному агенту должен быть замкнут. [c.129]

Массообменное оборудование, применяемое при экстракции селективными растворителями (перенос между несмешивающимися жидкостями), имеет много общего с аппаратурой для газовой абсорбции и ректификации. Основное различие состоит в том, что разделение фаз после контактирования представляется, как правило, более трудным, особенно в тех случаях, когда наблюдается тенденция к эмульгированию. Обычно используют насадочные и тарельчатые колонны, а также каскады сосудов с механическими мешалками. Однако вследствие необходимости осущест-лять разделение фаз, большее применение находит оборудование с внешним подводом энергии, например контактные аппараты с вращающимися дисками фирмы Шелл , смесители-отстой-ники, колонны, выпускаемые фирмой Шейбел и Микско и центробежные экстракторы фирмы Подбильняк . [c.612]

Центробежные экстракторы — перспективное оборудование для проведения процессов жидкостной экстракции. В этих экстракторах ускорение генерируемого центробежного поля превышает ускорение свободного падения в 10 10 раз, вследствие чего достигаются большие скорости взаимодействия обрабатываемых жидкостей, высокая эффективность массообмена и четкая сепарация выходных потоков. Поэтому такие аппараты компактны, в них невелики объемы участвующих в массообмене жидкостей, минимальна пожаро- и взрывоопасность установок. Поскольку время контакта в этих аппаратах невелико, они незаменимы при обработке нестойких продуктов, легкоэмульгируемых жидкостей и смесей компонентов с мало различающимися плотностями. Центробежные экстракторы успешно используются при обработке вязких жидкостей, например при селективной очистке смазочных масел. [c.260]

Одним из перспективных направлений совершенствования сепа-рационного (разделительного), а в последние годы и массообменного оборудования является использование центробежных устройств. Однако, как показывает анализ существующих технических решений, разработка таких аппаратов базируется на фрагментарных результатах исследований, что практически исключает возможность сколь-нибудь полных обобщений с целью оптимизации параметров работы центробежных устройств, К числу недостаточно изученных факторов, влияющих на характеристики центробежных устройств следует отнести выбор закона закрутки потока, влияние рода завихрителя, геометрии и конструктивных особенностей центробежного патрубка, а так же дисперсности дискретной фазы на структуру и газодинамические характеристики вихревого течения, которые в конечном счете определяют сепарационную способность, производительность и потери давления в центробежных устройствах. Поэтому большой интерес представляет программа расчета двухфазных осе- [c.32]

ВО. Они представляют собой вертикальный аппарат 0 2200 мм с сетчатым коагулятором и тарелкой центробежных се-парационных элементов ГПР 353.00.000. Как показал опыт их эксплуатации, на них могут выноситься жидкостные пробки, особенно из коллекторов, идущих с УППГ-ЗВ. С такой ситуацией сепараторы не справляются и повышенные объемы жидкости (высокоминерализованной воды и углеводородного конденсата) могут попадать в кубовую, а иногда и в массообменную секцию А-1. [c.9]

Опыт эксплуатации абсорберов А-1 показал достаточно низкую эффективность процесса отдувки метанола. При концентрациях метанола в ВМР 82-85 % масс, отдувается только 10-15 % метанола. Следует отметить, что эксплуатация этих аппаратов по проектному варианту - осушка газа по влаге не вызывала особых нареканий, это отмечено в протоколе испытаний. Тем не менее, необоснованная, по нашему мнению, модернизация не обошла и эти аппараты. В А-1/1-3 вместо проектной сепарационной тарелки под фильтрами установлена тарелка с насадками МКН. Верхние сепа-рационные тарелки демонтированы. По непонятной причине с целью байпасирования потока газа демонтировано 50 завихрителей центробежных элементов на верхней массообменной тарелке. [c.10]