Описание работы насадочных колонн

В результате исследования [561 было показано, что аппарат устойчиво работал при изменении скорости газа в кольцевом сечении между цилиндром-распределителем и цилиндром-сепаратором Wx = 1,8 -f-7,7 м/сек. Нагрузка по жидкости изменялась в пределах 0,84 — 8,33 кг/м -сек. При этом унос жидкости не наблюдался. Потеря напора не превосходит потери напора барботажных аппаратов. Объемный коэффициент массопередачи в 5—6 раз выше объемных коэффициентов массопередачи насадочных колонн. Описанное контактное устройство имеет существенное преимущество перед аппаратом Киршбаума и Штора, так как в нем достигается вращательное движение потока пара, способствующее усилению массообмена. [c.140]

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ НАСАДОЧНЫХ КОЛОНН [c.156]

Сравнение формул (21.34) и (14.29) позволяет сделать вывод о весьма близком сходстве между описанием работы насадочных колонн и простых теплообменников. Можно получить также выражение, аналогичное уравнению (21.34), но включающее коэффициент массопередачи Ху (см. задачу 21-6). Конечные выражения (21.33) или (21.34) можно применять как для прямоточной, так и для противоточной схемы движения потоков. Однако следует помнить, что упрощенная модель, использованная для описания насадочной колонны, менее реалистична, чем соответствующая модель теплообменников. [c.635]

Рассматриваемая ниже программа Фортран IV иллюстрирует использование более строгих, чем приведенные, расчетных уравнений для описания работы насадочных колонн. Программа составлена непосредственно для ЭВМ D 6400 в Беркли, поэтому в случае применения других машин могут потребоваться изменения. Необходимо внутреннее запоминающее устройство на 2071 слов. Расчет типичной высоты колонны на указанной машине занимает 3 с. Все уравнения используются в своем обобщенном виде, как указывалось в разделе 9.6 (см. с. 491). Программа строится в соответствии с процедурой, которая изложена в этом разделе. Машина производит точный расчет числа единиц переноса и требуемой высоты колонных аппаратов для процессов изотермической абсорбции и отгонки при наличии одного растворенного вещества, инертного газа и растворителя. Последний может быть летучим, ес-чи параметр 0 считать постоян- [c.543]

Другая форма описания статики процесса основана на представлении о полном противотоке, соответствующем особенностям работы насадочных колонн. По характеру движущих сил к схеме противотока можно отнести также процесс, протекающий в колонне с ситчатыми та-релками (кольцевое движение жидкости). Работа колонны с провальными тарелками в равной мере может быть отнесена как к непрерывной, так и к ступенчатой форме модели процесса. [c.19]

Что касается строгого физического анализа различных частных случаев работы насадочных колонн, то для полного описания процесса массопередачи в насадочной колонне данных пока еще недостаточно. [c.214]

Все рассмотренные выше модели предполагают наличие режима полного вытеснения по взаимодействующим фазам. Различие моделей между собой заключается лишь в разных способах аппроксимации движущей силы, распределение которой по высоте колонны в пределе стремится к среднелогарифмическому распределению. Так, например, согласно ступенчатой модели, математическое описание будет тем точнее, чем больше число ступеней п., т. е. чем ближе модель приближается к модели полного вытеснения. В то же время режим полного вытеснения является идеализированным для реальных аппаратов, а степень приближения к нему зависит от гидродинамического режима, в котором работает насадочный абсорбер. [c.243]

При помощи описанной методики в работе [16] были рассчитаны параметры математической модели массопередачи для случая десорбции СОг из воды воздухом в насадочной колонне диаметром 920 мм, высотой 855 мм с кольцами Рашига, проведенные расчеты показали, что значения Ре, определенные из экспериментальных данных о фактическом процессе массопередачи, в несколько раз отличаются от тех значений, которые получаются при расчете их по уравнениям, обобщающим экспериментальные данные по гидродинамической структуре потока на холодных моделях. Полученные выводы согласуются также с аналогичным сравнением параметров математических моделей массопередачи в перекрестном токе и свидетельствуют о том, что используемые в настоящее время расчетные зависимости для коэффициентов турбулентной диффузии [c.211]

Для изучения динамики разделим всю ректификационную установку на три части, как это было сделано на фиг. 13.1. К первой части относятся куб и отгонная колонна, ко второй части— 8 участок колонны без отгонной и верх-ней частей, к третьей — верхняя часть колонны с дефлегматором, конденсатором и сборником конденсата (фиг. 13.8). Изучением динамики первой и третьей частей ректификационной колонны мы не будем заниматься в этой главе, так как они по существу были рассмотрены в гл. 8. Хотя для этих частей ректификационной установки все сводится к динамике последней или первой тарелки колонны, описание их легко свести к описанию динамики обычной тарелки. Приведем обзор полученных к настоящему времени результатов нестационарных процессов изменения состава, расхода и давления в собственно ректификационных колоннах, Динамику тарельчатых колонн можно описать с помощью обыкновенных дифференциальных уравнений, поскольку они представляют собой системы с сосредоточенными параметрами (тогда как колонны с большим числом тарелок можно рассматривать как непрерывные), а динамику насадочных колонн следует описывать дифференциальными уравнениями в частных производных, так как они представляют собой системы с распределенными параметрами. Решение уравнений динамики насадочных колонн гораздо сложнее, и этому вопросу посвящено гораздо меньше работ, чем тарельчатым колоннам. [c.458]

Применительно к объекту исследования диссертационной работы -колонным аппаратам с регулярной насадкой - рассмотрено описание основных закономерностей процессов, лежащих в основе работы и принципов конструирования насадочных колонных аппаратов гидродинамики течения газовой и жидкой фаз, межфазного массообмена при контакте как на поверхности, так и в объеме насадочного слоя. Изложены принципы обобщения гидродинамических и массообменных характеристик регулярных насадок с использованием методов теории подобия. [c.5]

Недостаточен теоретический уровень раздела, посвященного продольному перемешиванию в насадочных колоннах. Автор ограничивается указанием на большой разброс данных. Причина этого установлена в работах советских ученых и объясняется наличием застойных зон [131—133]. Как показало теоретическое исследование процессов перемешивания в зернистой среде [132], застойные зоны могут на порядок и более увеличивать коэффициент продольного перемешивания. В этом случае применение концентрационных импульсных возмущений не дает правильных сведений о структуре потоков. Рекомендуется использовать гидродинамические возмущения [131, 133, 134], впервые описанные в работе [135]. Однако при интенсивном движении жидкости в аппарате, в частности при пульсациях, когда наличие застойных зон исключено, продольное [c.165]

В более старой литературе по перегонке. Некоторые описания этого способа фракционированного разделения настолько устарели, что лишь подчеркивают, насколько новым является развитие эффективных лабораторных ректификационных приборов. Перегонка через колонну по принципу действия схожа с очисткой жидкой смеси действием противотока другой соответственно выбранной жидкости (непрерывная экстракция растворителем). Весьма тесно связана с этим процессом очистка газообразных смесей действием противотока жидкого растворителя (обычный скрубберный процесс). Последние три процесса разделения обладают той особенностью, что многократно повторяемые стадии могут быть совмещены воедино с помощью противотока жидкости, стекающей под действием силы тяжести и восходящего пара. Таким образом удается полностью избежать трудоемкой работы по фракционированию с помощью простых стадий однократного разделения. С помощью одной насадочной колонны можно достичь того же результата разделения, что и при стократном повторении операции простой разгонки. [c.13]

Опыты в распылительной и насадочной колоннах проводились на установке и по методике, описанной в работе [2]. [c.153]

Гидродинамический режим характеризует параметры моделей потоков и величины, определяющие интенсивность массообмена. Ректификационные насадочные колонны работают в режимах, принципиально не отличающихся от режимов работы насадочных абсорберов (см. стр. 39). Поэтому при составлении математического описания данного процесса можно применять приведенные выше уравнения (1,90)-(1,95). [c.48]

Математическое описание процесса ректификации в статических режимах работы колонны включает дифференциальные уравнения материального баланса, составленные для концентраций разделяемых компонентов по высоте насадочной колонны Эти уравнения связывают составы и величины потоков в любок сечении колонны и учитывают кинетику процесса массопередачи парожидкостное равновесие, а также гидродинамическую струк туру потоков. [c.252]

Первая часть работы посвящена исследованию математического описания процесса абсорбции в насадочной колонне, имея ввиду задачи управления. [c.205]

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]

Эффективность колонны зависит от ряда факторов, определяющихся конструкцией прибора и режимом работы. Ввиду того, что влияние этих факторов различно для различных типов ректификационных аппаратов, мы подробно рассмотрим его на лримере насадочных лабораторных колонок в описании экспериментальных работ. Здесь следует только обратить внимание на то, что эффективность сильно зависит от соотношения объемов дистиллята V, возвращающегося обратно в колонку в виде флегмы, и дистиллята Vi, уходящего из колонки. Это соотношение носит название флегмового числа R R = V /Vi. Чем больше флегмовое число, тем больше эффективность колонки, так как контакт между жидкостью и паром наиболее полный при значительных количествах флегмы. Максимальная эффективность колонн будет тогда, когда вся жидкость возвращается в колонну, т. е. отбор отсутствует (/ = оо, так как К2=0). [c.285]

Высота абсорбера. В связи с исключительной сложностью математического анализа процесса абсорбции, сопровождающейся химической реакцией, расчет необходимой высоты колонны значительно сложнее, чем определение ее диаметра. Поэтому при расчете установок приходится пользоваться чисто эмпирическими зависимостями, связывающими коэффициенты абсорбции и к. п. д. тарелки. Скорости абсорбции СО2 и НаЗ различными этаноламинами в насадочных колоннах изучались многими исследователями [2, 24—29, 47]. Пытались [30] вывести уравнение, удовлетворительно описывающее опытные данные [24] по абсорбции СО 2 и НзЗ раствором диэтаноламина. Приводятся [3—4] данные о работе насадочных колонн при абсорбции НдВ в присутствии СОд растворами метилдиэтаноламина. Кроме перечисленных исследований, описанию работы промышленных установок абсорбции растворами этаноламинов посвящены многочисленные статьи. [c.36]

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]

Описание структуры потоков фаз в аппарате и алгоритмы расчета стационарных режимов работы абсорберов. В большинстве случаев абсорбцию проводят в аппаратах колонного типа.Это насадочные, тарельчатые, пи-лочные и другие абсорберы. При моделировании абсорбции в таких аппаратах наибольшее распространение получили модель идеального вытеснения, ячеечная модель, диффузионная модель, диффузионная модель с застойными зонами. [c.286]

Эффективность колонны зависит от ряда факторов, определяющихся конструкцией прибора и режимом работы. Ввиду того, что влияние этих факторов различно для различных типов ректификационных аппаратов, мы подробно рассмотрим его на примере насадочных лабораторных колонок в описании экспериментальных работ. Здесь следует только обратить внимание [c.108]

Эффективность работы насадочных колонн существенно зависит от гидродинамических условий движения газа (пара) и жидкости. Гшфодинамика потоков определяется сложной геометрией каналов, формируемых размещением и размером насадки в слое и материалом насадочных элементов. Важными факторами также являются скорости потоков и физико - химические свойства фаз. Сложные зависимости отмеченных факторов и их взаимное влияние значительно затрудняют получить строгое математическое описание массопереноса и выполнить расчет эффективности разделения. Поэтому, обычно при составлении математических моделей принимают различные допущения. Приемлемость допущений корректируют и проверяют экспериментально. [c.139]

Важное место при описании работы насадочных аппа" ратов занимают вопросы масштабного перехода. Это связано с тем, что при увеличепни диаметра массообменных аппаратов их эффективность обычно существенно ухудшается, хотя все элементы конструкций (например, размер и тип насадки) остаются неизменными. Причиной этого является неравномерное распределение потоков по сечению колонны и каналообразование в слое насадки. Поперечная неравномерность возрастает при увеличении диаметра аппарата, а полезная радиальная диффузия уменьшается, причем вероятность подобных нарушений, по-видимому, пропорциональна площади сечения аппарата. [c.107]

Другой формой математическото описания процессов разделения является описание его дифференциальными уравнениями массопередачи. Такая форма описания хорошо соответствует эмульгационному режиму работы насадочных колонн, а также и тарельчатых колонн, имеющих большое число тарелок, как, например, при ректификации смесей близкокипящих компонентов. [c.94]

Высота абсорбера. Расчетное определение необходимой высоты колонны значительно сложнее, чем нахождение ее диаметра. Это связано с исключительной сло/кностью математического анализа процесса абсорбции, сопровождающегося химической реакцией. Поэтому на практике при расчете установок необходимо пользоваться чисто эмпирическими зависимостями, связывающими коэффициенты абсорбции и к. п. д. тарелки. Скорости абсорбции СОг и На8 различными этаполаминами в насадочных колоннах изучались многими исследователями [2, 24—29, 47]. Была предпринята попытка [30] вывести уравнение, удовлетворительно описывающее опытные данные [24] по абсорбции СОа и НгЗ раствором диэтаноламина. В литературе [3—4] приводятся данные о работе насадочных колонн при абсорбции НгЗ в присутствии СОг растворами метилдиэтаноламнна. Кроме перечисленных исследований, описанию работы промышленных установок абсорбции растворалш этаноламинов посвящены многочисленные статьи. [c.36]

Возврат метанола из насадочной колонны в реактор переэтерификации удлиняет процесс переэтерификации, вызывает необходимость установки больших мощностей для нагрева реактора, доходящих до 180 кВт при партии 2—2,2 т по диметилтерефталату. Предложено [7] исключить возврат метанольной флегмы. Над реактором переэтерификации устанавливают два последовательно расположенных конденсатора, работу которых регулируют так, чтобы после первого температура паров составляла около 140 °С, а после второго — 70—75 °С. В первом конденсаторе получают флегму, состоящую в основном из этиленгликоля, который при отекании вниз смывает возогнавшийся диметилтерефталат. Во втором конденсаторе-холодильнике охлаждают пары метанола, но не допускают их конденсации. При таком способе работы уходящие пары метанола содержат не более 0,5% (мол.) этиленгликоля. Описанная система является усложненным вариантом колонны с обратным холодильником. [c.150]

Результаты экспериментальной проверки описанного метода концентрирования в ректификационной колонне дли случая концентрирования проб воды тритием описаны в работе [46]. Ректификацию проводили на насадочной колонне с верхним резервуаром и кубом полного испарения. Когда примеси отличаютси изотопным составом, условияТ о , = в олняются наиболее удовлетворительно, что видно из данных табл. IV- . [c.149]

Как следует из приведенного краткого описания, в производстве частично гидролизованной триацетилцеллюлозы используются отдельные аппаратурные детали из серебра, что на первый взгляд может показаться излишеством. В действительности же, как показывает многолетний опыт работы, применение на некоторых участках производства серебра или латуни, плакированной серебром, с экономической стороны вполне себя оправдало. Распределяющие устройства ( зведочки ) в насадочных колоннах эксплуатируются без заметных признаков коррозии свыше 7 лет в том случае, если они серебряные, и служат менее года, если они сделаны из хромоникелемолибденовой стали. [c.145]

В соответствии с предложенной в работе [1] классификацией по признаку массообмена рассмотрим случай совмещенного реакционно-сорбционно-ректификационного процесса. Примером такого процесса может служить описанный в [2] способ получения тетразтоксилана взаимодействием тетрахлорсилана с абсолютированным этанолом. Тет-рахлорсилан и этанол подавали в среднюю часть ректификационной насадочной колонны, работавшей в режиме полного флегмового орошения этанолом. Тетраэтоксисилан отбирали из куба колонны. В условиях ректификации реакционной смеси подаваемый в колонну тетрахлор-силан испарялся. Реакция протекала необратимо как в паровой фазе, так и в жидкой за счет хемосорбции тетрахлорсилана флегмовым потоком, состоявшим в основном из этанола. [c.122]

Струегаситель, описанный в работе [61, внедрен на промышленных насадочных колоннах. [c.174]

Режим работы колонны зависит от концентрации брома в рассоле. При низкой концентрации брома и подаче больших количеств рассола температура подогрева поступающего рассола должна быть несколько выше, чем при высокой концентрации брома и при подаче меньших количеств рассола. Так, при концентрации брома до 1 /сг/ж рекомендуется подогревать рапу до 84—85°, в то время как при концентрации 1,5 кг1м и выше она может быть подогрета до 80—8Г. Приведенные данные применимы только для колонны описанной выш б конструкции. При использовании колонн других конструкций и рассолов других концентраций температура подогрева рапы может быть иной. Так, для насадочных колонн и шелоков калийного производства, содержащих 1,3—1,8 кг м брома, рассол рекомендуется подогреват до 95°. [c.114]

Пример 9.7. Описанный в примере 9.3 процесс абсорбции должен осуществляться в насадочной колонне. Колонна имеет внутренний диаметр 76,2 см насадкой являются кольца Рашига диаметром 5,08 см. Для обеспечения изо-термичности работы абсорбера применяется достаточная охлаждающая поверхность. Поскольку массовые скорости могут значительно изменяться внутри колонны, то их влиянием на высоту единицы переноса пренебрегать нельзя. Основываясь на данных Феллингера [49] для На при абсорбции аммиака (с поправками на изменение физических свойств), а также на корреляциях для Н, [49], изменение высот единицы переноса для обеих фаз с изменением значений О и L можно описать посредством соотношений [c.482]

Для промежуточной области состояние вопроса запутано частично из-за сложности явления и частично вследствие недостаточности экспериментальных данных. Подавляющая часть опубликованных результатов опытных испытаний была выполнена на насадочных слоях небольшого диаметра при сравнительно большом отношении dp/d (где —диаметр колонны). Как отмечает Хиби [79], коэффициенты рассеяния быстро увеличиваются с ростом dp/dl из-за больших скоростей течения вдоль стенок колонны (поршневое течение не преобладает). Однако в превосходных статьях Уилхельма [172], который является автором почти всех лучших работ по рассеянию в насадках, Хиби [79] и Миллера и Кинга [110] приведено полуколичественное описание главных закономерностей протекания процесса в промежуточной области. [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология