Определение эффективности насадочных колонн

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАСАДОЧНЫХ КОЛОНН [c.236]

Типичная насадочная колонна показана на рис. П2.9. Давно известно, что неравномерное распределение жидкости оказывает отрицательное влияние на эффективность насадочной колонны. Максимальная эффективность достигается при равномерном распределении потоков газа и жидкости по поперечному сечению колонны. К сожалению, в большинстве случаев нарушение распределения потока и каналообразование использовались в литературе для объяснения ухудшения массопереноса в насадочных колоннах без количественных определений. [c.69]

Сравнение рассмотренных методов расчета эффективности насадочных колонн показывает, что метод расчета с использованием понятия теоретическая тарелка является формальным. В литературе предлагалось или изъять этот метод из расчетной практики, или же пользоваться им лишь при анализе работы тарельчатых колонн [268, 269]. Однако, поскольку этому понятию соответствует вполне определенный физический смысл, он наравне с понятием единица переноса широко используется при рассмотрении работы насадочных колонн. Следует заметить, что отсутствие удовлетворительных методов расчета константы массообмена [14], через которую выражаются величины ВЭТТ и ВЕП,. вынуждает прибегать при оценке ЧЕП и ВЕП, так же как и при оценке ЧТТ и ВЭТТ, к экспериментальному определению разделительной способности колонны или к использованию соответствующих эмпирических уравнений [270]. [c.93]

На практике раздельное определение Л/, и а при физической абсорбции обычно невозможно. Так, в насадочных колоннах не известна доля эффективно смоченной поверхности насадки, а при барботаже не известна величина поверхности, разделяющей жидкость и пузыри газа. Поэтому в опытах по физической абсорбции чаще всего измеряют произведение кф. [c.99]

Обзор других (кроме химического) методов определения эффективной поверхности контакта фаз в насадочных колоннах, а также методов определения смоченной поверхности насадки и основные результаты, полученные различными исследователями на основе этих методов, содержатся в сообщении Н. М. Жаворонкова и др. . Доп. пер. [c.208]

Уравнение Фенске используется для определения к. п. д. тарельчатых ректификационных колонн. В этом случае в колонне разделяют смесь, близкую к идеальной при R = сх> (колонна работает на себя) и изменяют концентрации в верхней (х ) и в нижней частях колонны (х ). Полученное по уравнению (I, 111) число теоретических тарелок делят на число действительных тарелок, имеющихся в испытуемой колонне, и получают к. п. д. колонны. Уравнение Фенске используется также для установления эффективности насадочных и других ректификационных колонн. [c.54]

Для насадочной колонны характерна определенная закономерность перераспределения потоков пар имеет тенденцию двигаться в центре колонны, а жидкость — на ее периферии. Перераспределение потоков увеличивается в колоннах большого диаметра, особенно при плохом распределении фаз по сечению при их поступлении в колонну. Влияние размера ко юнны на ее эффективность становится значительным для колонн диаметром от 500— 760 мм и выше. На неравномерность распределения потоков по сечению колонны и, следовательно, на ее эффективность влияют также следующие факторы первоначальное распределение орошающей жидкости, размер насадки и материал, из которого она изготовлена, высота слоя насадки и способ ее укладки. Последнее обстоятельство особенно важно для легко бьющейся насадки (керамика, фарфор, графит и др.). [c.213]

Для проверки разработанной программы результаты расчета ряда смесей сравнивались с данными, полученными экспериментально на лабораторной колонне непрерывного действия. Использовалась автоматизированная насадочная колонна (рис. 3), разработанная на кафедре основного органического синтеза Московского института тонкой химической технологии. С целью упрощения проверку производили на бинарных смесях. Для определения эффективности использовались те же бинарные смеси, а просчет экспериментальных данных при полном орошении производился с помощью специальной программы, описанной ниже. Число теоретиче- [c.60]

В тарелочной колонне таким контактным устройством является тарелка с частью царги колонны. В насадочной колонне — это секция колонны, заполненная на определенную высоту насадкой. Высотой контактного устройства обычно задаются из соображений его эффективности или из конструктивных соображений, [c.64]

Рабочим режимом насадочных контактных устройств являются турбулентный режим и режим эмульгирования, в котором насадочная колонна работает наиболее эффективно. Для того чтобы создать этот режим при любой скорости паров, В. В. Кафаров [67] предложил прием, обеспечивающий устойчивую работу колонны в этом режиме. Этот прием заключается в затоплении колонны до определенного уровня насадки. При этом пар (газ) барботирует через жидкость, создавая принудительное эмульгирование. Устройство это показано на рис. 101. [c.160]

В колпачковой колонне число теоретических тарелок, определенное пробной перегонкой для данной смеси, обычно не меняется к при разделении другой смеси. Эффективность же действия теоретических тарелок насадочной колонны полностью зависит от свойств смеси, поэтому разделяющая способность насадочной колонны при перегонке различных смесей будет меняться. [c.134]

На практике очень часто применяются не сплошные, а секционные насадочные колонны, хотя прочность материалов, из которых обычно изготовляется насадка, позволяет для колец Рашига большого диаметра доводить высоту слоя насадки до 18 [142]. Как показали опыты [143], секционные колонны характеризуются большей эффективностью и меньшей зависимостью эффективности от нагрузки, чем обычные насадочные колонны. Объясняется это тем, что при большой высоте слоя насадки сплошная и диспергированная фазы распределяются неравномерно по диаметру колонны [144—147]. Это особенно характерно для случая пленочного течения диспергированной фазы по поверхности насадки. В этом случае поверхность контакта фаз определяется смоченной поверхностью насадки, которая значительно уменьшается по мере удаления от распыляющего устройства [7]. Термин смоченная поверхность , заимствованный из газо-жидкостной абсорбции, является, конечно, не совсем верным. Однако использование его оправдано тем, что для определения поверхности контакта в случае абсорбции и жидкостной экстракции часто применяются аналогичные методы [c.211]

Как нетрудно заметить, метод противоточной кристаллизации в принципе аналогичен другому противоточному методу разделения смесей — ректификации. Разделение в кристаллизационной колонне, как и в ректификационной, основано на различии составов равновесных фаз. При осуществлении противоточной кристаллизации разделяемая смесь может также вводиться в середину колонны, с одного конца которой находится устройство для кристаллизации, а с другого — устройство для плавления [164— 168]. В этом случае кристаллизационная колонна по существу будет состоять из двух секций, которые соответственно можно назвать исчерпывающей и укрепляющей. Вообще для характеристики процесса противоточной кристаллизации из расплава часто применяют основные понятия и термины, используемые в ректификации, такие, как флегмовое число, ЧТТ, ВЭТТ и т. д. [156, 166]. Определенные для некоторых конструкций кристаллизационных колонн величины ВЭТТ лежат в пределах 2—3 см [156]. Примерно такую же величину ВЭТТ имеют и эффективные насадочные ректификационные колонны [169]. [c.197]

Установлено, что к. п. д. секции для указанных бинарных смесей в изученном диапазоне нагрузок возрастает до некоторого максимального значения, соответствующего режиму захлебывания обычной насадочной колонны. Затем наблюдается некоторое снижение эффективности, обусловленное неравномерностью ожижения насадки в режимах начального и промежуточного ожижения. После этого к. п. д. стабилизируется в широком диапазоне нагрузок на определенном уровне (от 50 до 100%) в зависимости от статической высоты слоя насадки вплоть до режима захлебывания, вблизи которого эффективность заметно снижается в связи с повышенным брызгоуносом. [c.158]

Эффективность насадочной ректификационной колонны с определенной высотой насадки с уменьшением давления падает 1-4-8 3 области давления от 760 до 300 мм рт. ст. падение эффективности незначительное, а с понижением давления ниже 300 мм рт. ст. разделительная способность колонны резко падает. Экспериментальные данные по. массообмену для различных разбавленных растворов и для различных насадок были обобщены и результаты их обработки позволили получить уравнения для расчета коэффициентов массопередачи и высоты единицы переноса (ВЕП). Было получено уравнение для определения опти.мального давления при ректификации (речь идет о поиске максимального значения степени разделения). 160 [c.160]

Физико-химические основы процесса, а также кинетика вьще-ления 502 в насадочных колоннах были изучены ранее и описаны Б литературе —4]. Установлено, что лимитирующей стадией процесса отгонки является не десорбция 50г, а гидролитическая реакция в жидкой фазе. Как и любая химическая реакция, она требует для своего завершения определенного времени, различного для каждой температуры. При отгонке 50г из сульфит-бисульфита аммония, в котором основание летуче, возможная теоретическая полнота выделения 5О2 возрастает с понижением температуры. Но с понижением температуры скорость процесса сильно замедляется, так что достижение необходимой эффективности становится возможным лишь при увеличении продолжительности пребывания раствора в активной зоне аппарата. [c.3]

Основные принципы и методы расчета аппаратуры, предназначенной для проведения процессов разделения, представлены для равновесных ступеней и аппаратов, в которых осуществляется непрерывное изменение концентраций. Важнейщие понятия проиллюстрированы на примере процесса абсорбции газа в тарельчатых колоннах и насадочных башнях. Рассмотрение ограничено бинарными системами при постоянной их температуре и давлении. Кратко изложены начала расчета многокомпонентной абсорбции углеводородов и методы учета неизотермических эффектов. Освещены также общие вопросы, касающиеся применения теории к процессам дистилляции, экстракции и отгонки легких фракций. Описаны ускоренные методы предварительного расчета тарельчатых и насадочных абсорберов и процессов в концентрированных газах. Развита приближенная теория многокомпонентной массопередачи при абсорбции. Приведена общая расчетная схема для строгого описания работы изотермических абсорберов. Интерпретированы известные определения эффективности тарелок и коэффициентов массопередачи. Авторы надеются, что данное в этой главе обсуждение в совокупности с фундаментальными понятиями, введенными в других главах книги, поможет читателю анализировать или рассчитывать более сложные абсорбционные процессы и иные операции. Подробное изложение общей теории расчета процессов и аппаратов химической технологии выходит далеко за рамки настоящей книги. Поэтому в главу включена довольно полная библиография по рассматриваемой проблеме. Предполагается, что заранее известны рабочие характеристики оборудования, методы экспериментального определения и расчета которых освещены в главе П. [c.426]

Переходным типом оборудования между смесительными колоннами с непрерывным потоком и смесительно-отстойными экстракторами является колонна Шайбеля [138—1401. В этом типе колонны смесительные секции чередуются с насадочными. В смесительном пространстве происходит тонкое диспергирование внутренней фазы в сплошной фазе. В пространстве с насадкой, куда поступает тонкая дисперсия, происходит частичное разделение фаз, причем насадка препятствует образованию дисперсии с каплями внутренней фазы, большими определенной величины. Сравнение эффективности колонны Шайбеля с насадочной колонной дано в табл. 8. [c.206]

Определение высоты слоя насадки [1]. При достаточно большой высоте слоя насадки (Я > 0,5 м) режимы движения пара и жидкости в насадочных колоннах ближе к идеальному вытеснению, чем к полному перемешиванию. В связи с этим высоту слоя насадки можно определять, предполагая сначала, что потоки движутся в режиме идеального вытеснения, а затем учитывать влияние продольного перемешивания на общую эффективность извлечения компонентов. [c.464]

Корреляция для расчета эффективной поверхности и коэффициентов массоотдачи. Для определения общей высоты единицы переноса используем методику, в которой эффективную поверхность контакта фаз и коэффициенты массоотдачи в насадочных колоннах определяют по уравнениям [И] [c.102]

Рабочую высоту насадочных ректификационных колонн определяют методами, применяемыми для массообменных аппаратов с непрерывным контактом фаз [уравнения (III.32) и (III.33)1. Число тарелок в тарельчатых колоннах находят либо с помощью средней эффективности тарелки [уравнение (III.43) ], либо с помощью кинетической кривой, строящейся на основе эффективности тарелок по Мэрфри. Для определения средней эффективности колпачковых тарелок широко используют эмпирическую зависимость, график которой построен на рис. III. 14. Здесь на оси абсцисс отложено произведение средней вязкости жидкой фазы в колонне (в мПа-с) на относительную летучесть [c.63]

На верхней части оси ординат приведены данные о перепаде давления в мм Hg на метр насадочной части нижняя часть оси ординат показывает число эквивалентных теоретических тарелок вя метр насадочной части на оси абсцисс отложено значение производительности в мл (жидкости) в час. Ректифицирующие части пяти различных колонн колонна Е — точки обозначены X колонна Р — точки обозначены колонна Сг, внутренний диаметр 25 мм, длина 2,75 м — точки обозначены Ш колонна М — точки обозначены и колонна Н, внутренний, диаметр 25 мм, длина 2,73 м — точки обозначены Д. Смеси для испытания эффективности колонн были для колонн Е, Г, Сги М — метилциклогексан и н-гептан. Для графика перепада давления кривые , II, Ш дают результаты для регулируемых давлений, равных 770, 217 и 57 л)ж Н соответственно. Средняя величина числа теоретических тарелок составляла 33,2 при среднем отклонении 1,6. Определение числа эквивалентных теоретических тарелок производилось при [c.37]

Киршбаум [187] по результатам испытания промышленных колонн установил, что число теоретических ступеней разделения не увеличивается пропорционально высоте слоя насадки. Казанский [188] тщательно исследовал пристеночный эффект в лабораторных колоннах. В частности, он обнаружил, что эффективность несекционированной колонны высотой 149 см, составляющая при определенных условиях 18 теоретических ступеней разделения, увеличивается до 24 ступеней после секционирования колонны на три участка. Работы Бушмакина и Лызловой [189] подтвердили эти результаты. При использовании в качестве насадочных тел константановых спиралей диаметром 1,8 мм было показано, что секционирование колонны на участки длиной по 25 см с целью сбора и перераспределения орошающей жидкости обеспечивает ее максимальную разделяющую способность. При увеличении числа секций от 1 и до оптимального значения каждое перераспределительное устройство повышает эффективность на 1,5 теоретической ступени. Автором проведены испытания насадки из фарфоровых седловидных насадочных тел размером 4x4 мм при и = оо. Результаты испытаний приведены в табл. 25. [c.138]

Работа II. Определение эффективности лабораторной ректификационной колонки периодического действия Сырьем слз ит н.гептан и толуол. При режиме полного орошения и режиме рабочего орошения насадочной колонны определяются составы дистиллята и остатка, используемые для расчета числа равновесных тарелок, БЭТТ и движугцей силы массообмена. Расчет тарелок ведется графически и с помощью ЭВМ. Кроме того, вычисляется по формуле Фенекс средняя относительная летучесть. Изучается теория расчета периодической ректификап ии. [c.275]

Рассмотрены задачи расчета и модернизации промышленных установок разделения и переработки углеводородного сырья. Представлены математические модели для определения эффективности разделения смесей в тарельчатых и насадочных колоннах. Особое внимание сосредоточено на проблемах энергосбережения и повышения эффективности процесса ре1сгификации. Дан обзор конструкций современных насадок и тарелок. Приведены результаты экспериментальных исследований новых насадок. Расс5(10трены конкретные примеры модернизации технологических установок на Сургутском ЗСК и разработки мини - ТЭЦ. [c.2]

К числу первых работ, освещающих влияние пульсаций на характеристики насадочных колонн, относятся исследования Фейка и Андерсона [190], Чентри, Берга и Виганда [191], проведенные в начале 50-х годов. В частности, были впервые описаны [190] гидродинамические режимы работы насадочной колонны в зависимости от амплитуды и частоты пульсаций. При изучении влияния пульсаций на эффективность насадочных экстракторов было установлено, что с увеличением интенсивности пульсаций (/= /) ВЭТС уменьшается до определенного предела, проходит через минимум, после чего (по мере приближения к предельным нагрузкам) начинает возрастать. Таким образом, максимальный эффект может быть достигнут при оптимальных амплитуде и частоте пульсаций, причем относительно большее влияние на повышение эффективности оказывает частота пульсаций. [c.330]

При применении пасадочных колонн последние заполняют инертными материалами в виде кусков определенных размеров или специально для этой цели изготовляемыми телами (кольца Рашига, седла Берля и т. п.— см. Насадки). Насадочные колонны отличаются простотой устройства, дешевизной изготовления, возможностью примепения недефицитных материалов и относительно низким гидравлич. сопротивлением. Недостаток этих колонн — более низкая по сравнению с тарельчатыми эффективность (на единицу высоты) из-за неравномерного распределения потоков жидкости и пара по сечению колонны. Разновидностью пасадочных колонн являются пленочные колонны с плоско-параллельной (рпс. 8,а) или трубчатой (рис. 8,6) насадкой. Они имеют высокую производительность нри малом гидравлич. сопротивлении, что весьма важно при работе под вакуумом. По эффективности, однако, они часто уступают даже пасадочным колоннам. [c.316]

Триметилхлорсилан реагирует со спиртами или фенолами значительно медленнее, а при определенных количествах спирта или фенола в реакцию вообще не вступает. Метиловый спирт для разделения азеотропной смеси непригоден, так как в этом случае активно протекает побочная реакция между метиловым спиртом и выделяющимся хлористым водородом с образованием метилхлорида и выделением воды. Вода гидролизует продукты реакции, поэтому выходы их очень низки. Кроме того, меток-сисиланы, получаемые при использовании. метилового спирта, весьма токсичны. Поэтому при разделении азеотропной смеси триметилхлорсилана и тетрахлорида кремния удобнее пользоваться н-бутиловым, изобутиловым или этиловым спиртом. Чистый триметилхлорсилан затем выделяют из продуктов этери-фикации на насадочной колонне эффективностью 8—10 теоретических тарелок при использовании бутиловых спиртов или на колонне эффективностью 20—25 теоретических тарелок — в случае этилового спирта. [c.50]

Определенное влияние на эффективность работы колонны оказывает турбулизация сплошной фазы при прохождении ее через слой насадки. Исследование показало резкое возрастание эффективного коэффициента диффузии по сравнению с распылительной колонной. По данным Кимура, Уэда и Офука [111], отношение эффективных коэффициентов диффузии в насадочной и распылительной колоннах представляет собой функцию свободного объема насадки вида [c.202]

Теоретическая эффективность насадочной коловщы. Эта величина обычно выражается двумя способами 1) высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), и 2) высотой, эквивалентной единице переноса массы (ВЭЕП). Первая величина равна длине секции колонны, которая осуществляет ту же самую степень обогащения, что и теоретическая тарелка. Формулируя это определение в несколько иной форме, можно сказать, что эта величина является высотой насадки, при которой средний пар, покидающий верхнюю, часть колонны, находится в фазовом равновесии со средней жидкостью, покидающей нижнюю часть колонны. Физической интерпретации значения второй величины не существует. Математическое определение ее дается уравнением ) [c.694]

Эти опыты выявили следующие факты, которые до сих пор недостаточно учитывались при лабораторной ректификации 1) ВЭТС при одной и той же нагрузке зависит от высоты ректифицирующего участка 2) если при малых нагрузках секционирование колонны не дает эффекта, то при более высоких нагрузках с введением секционирования эффективность разделения увеличивается. Суммарная поверхность насадки в слое определенной высоты зависит от способа ее укладки, влияющего также и на раенределе-ние жидкости [190]. Влияние способа укладки на перепад давления в колонне и ее разделяющую способность весьма значительно [191]. Для обеспечения беспорядочной укладки насадки Майлс с сотр. [192] применил способ, в соответствии с которым колонну наполняют минеральным маслом и бросают в нее насадку по одному элементу. Проще заполнять колонну, опуская в нее по три-четыре насадочных тела при постоянном постукивании деревянной палочкой по стенкам колонны. Небольшие насадочные тела можно очень быстро загрузить с помощью устройства, описанного Алленби и Лёре [193] (рис. 87). Каждое насадочное тело попадает в колонну отдельно, благодаря чему обусловливается неупорядоченность расположения насадки. Насадочные тела насыпают на дно колбы в виде слоя высотой примерно 1 ем. В трубку 1 (см. рис. 87) с помощью газодувки или воздухопровода, присоединенного к напорному патрубку вакуумного насоса, вдувают воздух, при этом насадочные тела приподнимаются и начинают вращаться. Выступ 3 1 итормаживает насадочные тела, которые через отверстие в-корковой пробке 2 проскакивают по одному в соединительную трубку, ведущую в колонну. [c.139]

Клапанные тарелки обеспечивают более гибкую работу колонн нараз-ной производительности. Устойчивая работа ректификационных колонн с этими тарелками возможна с перегрузками по парам до 60%. Устройство тарелок такого типа приведено на рис. 4.7. Более эффективной работы ректификационные колонны могут достичь при замене 5-образных и клапанных тарелок специальной насадкой, изготавливаемой из тонких элементов пластин просечно-вытяжного металла, собранных в блоки определенной толщины и конфигурации (рис. 4.8). Между пластинами блока устанавливаются зазоры для прохода паров и жидкости. Конфигурация блоков обеспечивает хороший контакт между парами и флегмой, улучшает диспергирование паров в жидкости, повышает эффективность тепло- и массо-обмена, повышает четкость ректификации. Такие блоки устанавливают по высоте концентрационной части ректификационной колонны вместо тарелок. На рис. 4.9 показана вакуумная колонна К-Ю установки АВТ-6 Киришского НПЗ, оборудованная насадочным устройством. [c.73]