Гидродинамические условия работы колонны

В чем особенности гидродинамических условий работы колонн с провальными тарелками [c.98]

Вопросы ректификации в лабораторных условиях за последние годы привлекают серьезное внимание исследователей [1, 2]. Большое количество опубликованных работ посвящено вопросам конструкции насадки [3, 4], увеличения производительности на-садочных колонн, изучения гидродинамических условий работы колонн и т. д. [c.35]

По этой схеме передача массы и энергии в колоннах с насадкой определяется не только молекулярным обменом, зависящим от физических свойств фаз, взаимодействующих в колонне, но и влиянием турбулентности потоков, определяемой гидродинамическими условиями работы колонны. [c.582]

Массо- и теплообмен в колоннах с насадкой характеризуются не только явлениями молекулярной диффузии, зависящей от физических свойств фаз, но и гидродинамическими условиями работы колонны, которые определяют турбулентность потоков. В зависимости от скорости потока в колонне возможны три гидродинамических режима ламинарный, промежуточный и турбулентный, при которых поток пара является сплошным, непрерывным и заполняет свободный объем насадки, не занятый жидкостью, в то время как жидкость стекает лишь по поверхности насадки. Дальнейшее развитие турбулентного движения может привести к преодолению сил поверхностного натяжения и нарушению граничной поверхности между жидкостью и паровым потоком. При этом газовые вихри проникают в поток жидкости, происходит эмульгирование жидкости паром и массообмен между фазами сильно возрастает. В случае эмульгирования жидкость распределяется не по насадке, а заполняет весь свободный объем ее, не занятый паром, и становится сплошной фазой, а газ—дисперсной фазой, распределенной в жидкости, т. е. происходит инверсия фаз. [c.329]

Величины Дг/ и Ах в реальных колоннах зависят не только от характера кривой равновесия смеси и рабочей линии колонны, но и от гидродинамических условий работы колонны и, следовательно, от ее конструкции. [c.369]

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ КОЛОННЫ [c.281]

Проведенные опыты показали, что гидродинамические условия работы такой колонны определяются соответствующими размерами струйного элемента. Такими размерами являются (рис. 4) (1с — диаметр сопла, через которое происходит истечение тяжелой жидкости вн — диаметр отверстия на входе в диффузор и — наружный диаметр сопла. [c.217]

Исследование влияния диаметра колонны на величину ее разделяющей способности показало (рис. 2), что увеличение диаметра колонны сопровождается уменьшением эффективности экстракции, связанным, очевидно, с изменением гидродинамического режима работы колонны. В колонне с воздушным перемешиванием диаметром 200 мм при суммарной нагрузке 20 м м ч максимум эффективности соответствует скорости воздуха около 50 м м ч и определяется величиной ВЭТС, равной 980 мм. Характер зависимости ВЭТС от интенсивности воздушного перемешивания с увеличением диаметра колонны практически не изменяется, но область Оптимального режима сдвигается в сторону уменьшения скорости воздуха. Обеспечивая условия хорошего распределения потоков [c.214]

Результаты этих опытов могут служить лишь для качественного подтверждения влияния СОг на коррозию и для сравнительной характеристики различных сталей. Абсолютные значения полученных в лаборатории скоростей коррозии отличаются от результатов заводских испытаний, так как при статических испытаниях не были смоделированы температурные и гидродинамические условия работы материалов в колоннах. [c.72]

Однако следует иметь в виду, что увеличение диаметра колонны при всех прочих равных условиях всегда ведет к уменьшению эффективности контактного устройства. Это положение давно замечено практиками. Оно объясняется ухудшением гидродинамических условий работы больших колонн по сравнению с малыми. [c.155]

Образовавшийся при кипении пар поднимается в ректификатор, состоящий из насадки колец Рашига 5 и тарелок 2, где аммиак отделяется от паров воды. Крепкий раствор подается на насадку через распределитель жидкости 4, который представляет собой кольцо с просверленными в нем отверстиями, флегма из дефлегматора стекает на верхнюю тарелку через трубопровод газообразного. аммиака. Чтобы исключить возможность обратного уноса флегмы вместе с паром, скорость последнего должна быть не более 2,5 м/с. Обычно количество тарелок в ректификаторе для умеренных температур испарения не превышает трех, но в низкотемпературных установках оно может быть увеличено до 4 и даже 5. Расстояние между тарелками, исходя из гидродинамических условий работы, не более 0,5 м. Диаметр колонны определяют по допустимо скорости пара в свободном сечении колонны, которая должна быть в пределах 0,3—0,6 м/с. [c.98]

С точки зрения повышения четкости ректификации и создания благоприятных гидродинамических условий работы тарелок в колонне вывод широкой фракции рекомендуется осуществлять двумя потоками с разрывом между ними в две—четыре тарелки. [c.348]

Оба метода учитывают гидродинамические условия процесса экстракции и влияние этих условий на массопередачу. С их помощью можно определить высоту экстракционной колонны. Расчет третьим методом ведется в два этапа в первом определяется число теоретических ступеней, которое потребовалось бы для проведения экстракции в многоступенчатой аппаратуре, а во втором—высота колонны, соответствующая одной ступени. Умножая ее на число ступеней, получим общую высоту колонны. Этот метод имеет некоторые преимущества, так как дает возможность не только определить размеры многоступенчатой системы, но и проанализировать в условиях состояния равновесия влияние на процесс некоторых параметров (количество растворителя, концентрация). Однако он не дает ясного представления о механизме массопередачи. Хотя этот метод применяется при расчетах диффузионных аппаратов и описан в технической литературе с использованием высоты эквивалентной теоретической ступени , в настоящей работе он не рассматривается. [c.239]

Работа экстракционной колонны существенно зависит от гидродинамических условий. Они определяют, в частности, скорости потока обеих фаз. Для сплошной фазы с напорным движением скорость можно подобрать в таких пределах, чтобы получить свободное движение диспергированной фазы. Скорость потока сплошной фазы вдоль колонны подвержена колебаниям вследствие присутствия капель. В сечениях, заполненных наибольшим количеством капель, эта скорость достигает максимума, а в сечениях с одной только сплошной фазой—минимума. Так как положение этих сечений постоянно подвергается изменениям, то скорость потока диспергированной фазы в определенном сечении колонны постоянно колеблется между максимальным и минимальным значением. Скорость диспергированной фазы [17, 18, 37, 47, 48,90, 123] относительно скорости сплошной фазы зависит исключительно от свойств обеих жидкостей и для соответственно малых капель может быть вычислена по закону Стокса [c.301]

Гидравлические условия работы насадочных колонн. В насадочной колонне потоки пара (газа) и жидкости взаимодействуют в противотоке. В зависимости от нагрузок колонны по пару (газу) С и жидкости I изменяется характер взаимодействия фаз, проявляющийся в различных гидродинамических режимах. Наиболее четко эти режимы выявляются на кривых, показывающих зависимость сопротивления насадки от ее нагрузки по пару [c.267]

Для определения основного размера тарелки — диаметра при заданном объеме протекающего пара необходимо знать скорость пара в свободном сечении колонны. Хотя условия барботажа и вся гидродинамическая картина работы ситчатых тарелок отличается от таковой для колпачковых тарелок, все же для определения допустимой скорости пользуются теми же формулами, что и для колпачковых тарелок. Так, И. А. Александров [5] рекомендует для этой цели уравнение Соудерса и Броуна в такой форме [c.198]

Величина Б ср. характеризует несовершенство массообмена на тарелках, и чем менее совершенно работает тарелка, тем больше эта величина. Число тарелок, эквивалентное одной ступени изменения концентрации, зависит от физических свойств участвующих в массообмене жидкостей и газов, от гидродинамических условий взаимодействия фаз (характеризуемых скоростью газа или пара в колонне, в отверстиях тарелок и прорезях колпачков на тарелках), от глубины погружения прорезей в жидкости, от расстояния между тарелками и других факторов. Числовое значение в значительной мере зависит от взаимного направления движения фаз в колонне и механического уноса капель жидкости газом или паром. Поэтому достаточно точно число тарелок, эквивалентное одной ступени изменения концентрации, может быть определено только опытным путем. Практически .р. равно от 1,25 до 5 для большинства случаев можно принять 1,5—2, [c.510]

Таким образом, пластинчатые тарелки работают в иных, чем на рассмотренных выше тарелках, гидродинамических условиях жидкость на тарелке становится дисперсной фазой, а газ-сплошной. Такой гидродинамический режим может быть назван капельным-, он позволяет создавать большие нагрузки по жидкости и газу в колоннах с пластинчатыми тарелками. [c.76]

Аналогичные выводы могут быть сделаны и для зоны аппарата, где а<0,5. Исходные данные для абсорбера № 3 и результаты расчета приведены в табл. 6.4. Аппарат работал при давлении, близком к атмосферному, в пленочном гидродинамическом режиме. Влияние поверхностной конвекции на эффективность массообмена учтено в соответствии с экспериментальными данными для дисковой колонны (см. гл. 4). Степень карбонизации насыщенного раствора МЭА в промышленном абсорбере не превышала 0,41 моль/моль следовательно, условия работы аппарата соответствовали области протекания необратимой реакции. [c.186]

Первоначально при рассмотрении вопроса о работе такой колонны казалось, что жидкий водород вследствие своего исключительно малого удельного веса (0,07 кг л) будет легко уноситься парами и для правильной работы колонны может оказаться необходимой очень малая скорость паров. Поэтому первой задачей являлось экспериментальное определение гидродинамических условий, обеспечивающих нормальную работу ректификационной колонны с жидким водородом. [c.52]

Эффективность экстракционных аппаратов существенно зависит от гидродинамических условий их работы. В колонных экстракторах практически всегда наблюдается продольное перемешивание фаз, уменьшающее движущую силу переноса вещества из одной фазы в другую и приводящее к снижению числа единиц переноса массы, рассчитанному на основе противоточного движения фаз (чистого противотока). [c.65]

В идеальном случае работа экстрактора, размеры которого можно определить расчетом или экспериментально в лабораторных условиях, должна подчиняться строгим закономерностям, а коэффициент моделирования Км, т. е. отношение ВЭТС или ВЕП больших аппаратов, соответственно, к ВЭТС или ВЕП малых, должен быть равен 1. К сожалению, гидродинамические характеристики пульсационных колонн с увеличением габаритов отклоняются от законов, справедливых для малых аппаратов, вследствие чего Км возрастает [4—6]. [c.147]

В работе [343] на основании исследования гидродинамического режима в колонне при ректификации расслаивающихся смесей показано, что даже такие взаимно нерастворимые вещества, как циклогексан и вода, находятся в виде эмульсии и градиент концентраций по высоте слоя жидкости на тарелке отсутствует. Благодаря большой поверхности контакта фаз и их активному перемешиванию создаются благоприятные условия для массопередачй. [c.313]

Поэтому принятое советскими учеными направление интенсификации работы насадочных колонн в изыскании оптимальных гидродинамических условий является более прогрессивным. Открытие эмульгационного режима работы насадочной колонны, при котором достигаются максимальная производительность и минимальная эквивалентная высота насадки Лэ, позволяет значительно уменьшить металлоемкость ректификационных колонн и без больших капитальных затрат перевести существующие на-садочные колонны на работу в режиме эмульгирования. [c.149]

Гидродинамические исследования модели инжекционной колонны, с одним эжектором в каждой ступени, выполненные Тихомировым, показали [198], что необходимое качества разделения фаз достигается при высоте ступени А = 400— 800 мм. Величина напора на входе в колонну рабочей жидкости около 20 мм вод. ст. обеспечивает надежную работу колонны при к. п. д. каждой ступени, близком к единице. При этом пропускная способность каждого эжектора соответствовала расходу тяжелой фазы 80—100 л час. Исследование инжекционной колонны показало также, что условия работы эжекторов в качестве смесителей принципиально не отличается от условий работы индивидуальных струйных экстракторов. [c.561]

Сняты показатели уноса при центральном положении ловушки, а также кривые распределения уноса по сечению колонны. Данные по уносу, полученные различными методами, сопоставлены между собой. При этом за основу при сравнении взяты данные, полученные колориметрическим методом, который более полно отражает совокупность конструктивных особенностей тарелки и гидродинамических условий ее работы, влияющих на унос жидкости. [c.38]

Установлено, что рассматриваемые контактные устройства обеспечивают одинаковую гидродинамическую картину процесса в идентичных условиях работы (скорость газового потока, плотность орошения, давление), как и на холодном стенде. Колонна работала при давлении 13 бар при нагрузках по жидкой фазе до 1,6 м 1ч, по паровой фазе до 35 м ч. Скорость парового потока в свободном сечении колонны была равна 0,07- 0,2 м/сек. [c.148]

Дальнейшее увеличение скоростей взаимодействующих фаз приводит к еще большему увеличению сопротивления насадки и количества удерживаемой жидкости в объеме, занятом насадкой. При определенных величинах паровой и жидкостной нагрузок происходит резкое увеличение количества удерживаемой насадкой жидкости и рост гидравлического сопротивления слоя насадки. Этот режим называется захлебыванием колонны и считается верхним пределом ее устойчивой работы. Количество удерживаемой насадкой жидкости зависит от удельной поверхности насадки /, доли свободного объема е, скоростей движения взаимодействующих фаз. Полную задержку жидкости рассматривают как сумму двух составляющих статической задержки Не и динамической Яд. Статическая составляющая Н определяет объем жидкости, удерживаемый насадкой за счет капиллярных сил, и не зависит от гидродинамических условий. Дина- [c.221]

Смоченная поверхность насадки. Полная смоченность всех загруженных в колонну элементов при одинаковой толщине пленки жидкости на них является идеальным случаем. В действительности, однако, не вся поверхность насадки бывает смоченной. Кроме того, условия работы смоченной насадки могут изменяться во времени, что объясняется локальными изменениями гидродинамических условий течения под воздействием колебаний температуры, расхода газа и жидкости и других факторов. При условии достаточно равномерного начального распределения жидкости Н. М. Жаворонковым для практических расчетов был предложен простой метод определения смоченной доли поверхности насадки колонны ( и расхода орошающей жидкости Q м ч), основанный на полученных им данных по КУЖ (рис. 5, а) и на расчете средней толщины I стекающей по насадке пленки жидкости. Величина I определяется по уравнению [c.18]

Выше было показано, что эффективность разделительного действия колонн сильно зависит от гидродинамических условий их работы. Для каждого типа конструкции и размеров тарелок суш,ествует определенная область нагрузок, в пределах которой нормальные в производственных условиях колебания условий работы (нагрузок по газу и жидкости, концентраций исходной смеси и т. д.) не приводят к резкому недопустимому ухудшению эффективности разделительного действия. В этой, как ее называют гидравлически устойчивой, области работы колонны при правильном конструировании может быть обеспечена необходимая четкость разделения исходной смеси на целевые продукты с наименьшими размерами колонны и гидравлическими сопротивлениями. [c.385]

Успешные промышленные испытания прошла нерегулярная насадка Инжехим-2000 (рис. 3.89), выпусккоторойосвоен ОАО Казаньоргсинтез . Она выполнена в виде тела вращения, поверхность которой образована полосами с симметричными выступами. За счет изогнутой формы поверхности достигается более равномерное распределение насадки по объему слоя, что в свОю очередь благоприятно сказывается на равномерности распределения фаз внутри слоя насадки и способствует улучшению гидродинамических условий работы колонны. [c.309]

Анализ распределения потоков в десорбере показал, что количество жидкости и пара и соотношение их существенно изменяются по высоте аппарата — в укрепляющей секции количество жидкости под тарелкой питания в 3—5 раз меньше, чем на верху десорбера количество пара в отгонной секции уменьшается в направлении от куба колонны к зоне питания в 6 раз. При этом в укрепляющей секции отношение количества жидкости ах к количеству паров Утах меньше 1, а в отгонной секции значительно больше 1. При такой организации процесса наблюдаются большие термодинамические потери, так как в низ десорбера приходится подводить значительное количество высокопотенциального тепла, а в верхней части десорбера — конденсировать и охлаждать большое количество углеводородов. Такое распределение нагрузок по высоте десорбера приводит к ухудшению гидродинамических условий работы тарелок и снижению эффективности работы десорбера. [c.238]

Преимущества насадочных контактных устройств перед тарельчатыми общеизвестны и заключаются прежде всего в исключительно малом перепаде давления на одну ступень разделения. Среди них более предпочтительны регулярные насадки, поскольку они имеют регулярную заданную структуру и их гидравлические и массообменные характеристики более стабильны по сравнению с насыпными. Гидродинамические условия эксплуатации насадок при перекрестном контакте фаз существенно отличаются от таковых при противот е. При перекрестном токе жидкость движется сверху вниз, а пары -горизонтально, следовательно, жидкая и паровая фазы проходят различные независимые сечения, площади которых можно регулировать, а при противотоке - одно и то же сечение. Поэтому перекрестноточный контакт фаз позволяет регулировать в оптимальных пределах плотность жидкостного и парового орощений изменением толщины и поперечного сечения насадочного слоя и тем самым обеспечить почти на порядок превыщающую при противотоке скорость паров (в расчете на горизонтальное сечение колонны) без повышения гидравлического сопротивления и значительно широкий диапазон устойчивой работы колонны при сохранении в целом по аппарату принципа и достоинств противотока фаз, а также устранить такие дефекты, как захлебывание, образование байпасных потоков, брызгоунос и другие, характерные для противоточных насыпных насадочных или тарельчатых колонн. Экспериментально установлено, что перекрестноточный насадочный блок конструкции УНИ, выполненный из металлического сетчато-вяза-ного рукава, высотой 0,5 м эквивалентен одной теоретической тарелке и имеет гидравлическое сопротивление в пределах всего 1 мм рт.ст. (0,13 103 Па), т.е. в 3 - 5 раз ниже по сравнению с клапанными тарелками. Это достоинство особенно ценно тем, что позволяет обеспечить в зоне питания вакуумной колонны при ее оборудовании насадочным слоем, эквивалентным 10 - 15 тарелкам, остаточное давление менее 20 - 30 мм рт.ст. и, как следствие, значительно углубить отбор вакуумного газойля или отказаться от подачи водяного пара в низ колонны. [c.51]

Невысокая эффективность объясняется, по-видимому, особыми свойствами системы масло-фенол. Низкое межфазо-воё натяжение на границе раздела /1-5 мН/м/ приводит к образованию стойкой эмульсии при незначительном гидродинамическом воздействии, а малая разность плотностей /около 120 кг/мЗ/ замедляет расслаивание взаимодействующих фаз. Анализ работы колонн насадочного типа показывает, что в них отсутствуют условия для скопления капель эмульсии и последующей их коалесценции в слое насадки и межтарелочном пространстве. Достичь высоких значений коэффициента массопередачи можно только с помощью повторной коалесценции и редиспергирования [13]. [c.24]

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]

Цель данной работы — исследование полей концентраций в паровой фазе при протнвоточной ректнфикацни бинарной системы метанол—этанол. Экспериментально исследовалось влияние различных факторов (нагрузки по пару, гидродинамических условий на входе в колонну) на распределение концентраций легколетучего компонента (метанола) в поперечных сечениях на различных расстояниях от входа в колонну. [c.65]

При работе вертикальньк многосекционных аппаратов (аналогов колонных массообменных аппаратов тарельчатого типа) существенна надежная работа переточных устройств, по которым дисперсный материал передается из верхнего псевдоожиженного слоя на нижний. Перемешение дисперсного материала по перетокам обычно осуществляется плотным движущимся слоем. При этом очевидное гидродинамическое условие должно состоять в преобладании гидростатического давления плот- [c.341]