Тарельчатые контактные устройства массообменных аппаратов

Первые конструкции контактных тарелок клапанного типа были разработаны и запатентованы в США в начале двадцатых годов. В отверстиях полотна тарелки вместо неподвижных колпачков предлагалось устанавливать подвижные элементы в форме заклепок с развернутыми внизу стержнями. Эти конструкции оказались неработоспособными и, не найдя применения в промышленности, не могли составить сколько-нибудь серьезной конкуренции колпачковым тарелкам, которые в то время занимали ведущее положение в массообменных аппаратах. Но идея устанавливать на полотнах тарелок подвижные элементы, которые могли бы изменять свободное сечение полотна тарелки в зависимости от газовой нагрузки, сыграла важную роль в дальнейшем совершенствовании тарельчатых контактных устройств. [c.232]

Перегонка с ректификацией - наиболее распространенный в химической и нефтегазовой технологии массообменный процесс, осуществляемый в аппаратах - ректификационных колоннах - путем многократного противоточного контактирования паров и жидкости. Контактирование потоков пара и жидкости может производиться либо непрерывно (в насадочных колоннах) или ступенчато (в тарельчатых ректификационных колоннах). При взаимодействии встречных потоков пара и жидкости на каждой ступени контактирования (тарелке или слое насадки) между ними происходит тепло- и массообмен, обусловленные стремлением системы к состоянию равновесия. В результате каждого контакта компоненты перераспределяются между фазами пар несколько обогащается низкокипящими, а жидкость - высококипящими компонентами. При достаточно длительном контакте и высокой эффективности контактного устройства пар и жидкость, уходящие из тарелки или слоя насадки, могут достичь состояния равновесия, то есть температуры потоков станут одинаковыми, и при этом их составы будут связаны уравнениями равновесия. Такой контакт жидкости и пара, завершающийся достижением фазового равновесия, принято называть равновесной ступенью, или теоретической тарелкой. Подбирая число контактных ступеней и параметры процесса (температурный режим, давление, соотношение потоков, флегмовое число и др.), можно обеспечить любую требуемую четкость фракционирования нефтяных смесей. [c.195]

В последние годы появились новые типы тарельчатых и насадочных контактных устройств для аппаратов разделения, которые значительно повышают эффективность проводимых процессов и предельные нафузки. В частности известны многие виды насадочных элементов которые успешно работают в массообменных колоннах (процессы ректификации и абсорбции), а так же в сепараторах очистки газов от мелкодисперсных загрязнений. [c.46]

В пределах области устойчивой работы большинства переливных тарелок характер изменения их эффективности в процессах абсорбции сушественно зависит от растворимости газа в жидкости [62]. Для хорошо растворимых газов, когда основное сопротивление массообмену определяется сопротивлением газовой фазы, с увеличением расхода газа эффективность тарелки непрерывно повышается и, следовательно, оптимальный режим работы подобных аппаратов соответствует максимально допустимой скорости газа. Для плохо растворимых газов, когда основное сопротивление массообмену определяется сопротивлением жидкой фазы, кривая зависимости эффективности тарелок от скорости газа, в пределах области устойчивой работы имеет максимум и минимум, которые отвечают различным гидродинамическим режимам движения жидкости и газа на тарелке. Подобная картина изменения эффективности тарелок в случае плохо растворимых газов характерна не только для переливных тарелок, но и для многих других контактных устройств (см. гл. IV и У). В тарельчатом аппарате кривая изменения общей эффективности извлечения компонентов, очевидно, не будет иметь таких резких колебаний, и поэтому оптимальный режим работы колонны будет определяться также максимально допустимыми нагрузками.по газу. [c.115]

Факторы, влияющие на выбор насадочного или тарельчатого аппарата, могут быть объединены в три основные группы факторы, зависящие от разделяемой системы факторы, зависящие от характера движения разделяемых сред факторы, зависящие от хар.актеристики колонны и ее в нутрен1н их устройств. Следует отметить, что хотя эти группы по существу не являются юоверщенно независимыми, они образуют упорядоченную систему для сравнения двух типов контактных устройств массообменных аппаратов. [c.133]

Эффективность насадочных и тарельчатых колонн во многих случаях может быть повышена за счет применения пульсирующих потоков. Существует два способа введения низкочастотных колебаний в массообменные аппараты первый основан на создании возвратно-поступа-тельного движения контактирующих фаз, такие аппараты называются пульсационными] второй предусматривает низкочастотные колебания контактных устройств внутри аппаратов, которые называются вибрационными. [c.323]

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]

Приведенные результаты послужили одной из причин рекомендовать глубокую очистку серы, селена и теллура при атмосферном или повышенном давлении. В качестве другой причины этого решении в работах [2, 8] называется ухудшение условий массообмена нри снижении температуры ректификации вследствие увеличения вязкости и снижения коэффициента молекулириой диффузии в жидкой фазе. Однако это необходимо учитывать только в условиях, когда основное сопротивление массообмену сосредоточено в жидкой фазе. Если диффузионное сопротивление массообмену сосредоточено в паровой фазе, то с уменьшением давления (температуры) интенсивность массообмена должна возрастать (см. гл. III). Третий фактор, который необходимо учитывать ири анализе оптимальных условий очистки, — это поверхность контакта фаз. Как следует из соотношений (III-72) и (III-147), при удовлетворительной смачиваемости материала контактных устройств ректификационной жидкостью поверхность контакта фаз с уменьшением температуры для тарельчатых аппаратов возрастает, а для насадочных — уменьшается. [c.153]

Результаты расчета свидетельствуют о необходимости учета влияния реальной структуры потоков на эффективность массообменных аппаратов. Необоснованная идеализация структуры потока жидкой фазы моделями идеального вытеснения или полного перемешгшания может привести к неверному расчету высоты массообыенных аппаратов с заниженным числом контактных устройств, что, в свою очередь, не позволит достичь на них заданной степени разделения, причем в зависимости от значеният] и вида модели ошибка может достигать 40% прит)оу = 0,6 и 10—70% прит]оу = 0,2. Проведенный анализ показал, что при расчете тарельчатых аппаратов для проведения диффузионных процессов необходимо учитывать реальную картину структуры потока жидкой и паровой фаз. [c.353]