Колонна подвисание

В барботажных абсорберах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа, называемое барботажем, осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачковыми, ситчатыми или провальными тарелками. Подобный же характер взаимодействия газа и жидкости наблюдается в насадочных колоннах, работающих в режиме подвисания (стр. 610). [c.599]

Захлебывание насадок. Между газом и жидкостью, движущейся по насадке, возникают силы трения, которые увеличиваются с возрастанием относительной скорости движения газа и жидкости. В случае противотока газа и жидкости силы трения, действующие на жидкость, направлены вверх, т. е. противоположны направлению действия силы тяжести. Эти силы трения возрастают с увеличением скорости газа до некоторого предела, когда они становятся равными силе тяжести, действующей на жидкость. При этом движение жидкости по насадке начинает тормозиться потоком газа. Такой режим работы колонны — режим подвисания начинается по достижении некоторой предельной скорости газа, называемой пределом подвисания. В этих условиях газ начинает барботировать через жидкость (стр. 599), и поверхность соприкосновения между газом и жидкостью значительно возрастает, что приводит к интенсификации процесса массообмена. Однако одновременно в колонне резко увеличивается гидравлическое сопротивление. [c.610]

Высоту единицы переноса для колонн, работающих в режиме подвисания, можно, определить по формуле [c.693]

Пример 17-4. Определить скорость газа, соответствующую началу подвисания жидкости в колонне с насадкой из правильно уложенных колец размером 50 X 50 X 5 мм. Расход газа G = 12 300 кг/ч, расход жидкости L = 14 500 кг/ч. Температура газа 25° С. [c.611]

Пример 19-6. Рассчитать насадочную ректификационную колонну непрерывного действия, работающую в режиме подвисания и предназначенную для разделения смеси метанол—вода (см, пример 19-2). [c.694]

При дальнейшем увеличении скоростей потоков контактирующих фаз возрастает трение между ними, происходит торможение потока жидкости и в связи с этим увеличивается количество жидкости Но, удерживаемой в насадке. Этот режим характеризуется как начало подвисания жидкости и принимается в качестве нижнего предела устойчивой работы колонны. При больших жидкостных нагрузках этот режим выявляется не всегда четко. Сопротивление насадки в режиме подвисания пропорционально скорости пара в степени 3 — 4. Интенсивность массопередачи в этом режиме сильно возрастает. [c.268]

Рис. П1-22. Обобщенный график для предельных нагрузок насадочных колонн Линии , 1 захлебывания колонн с регулярной насадкой или с регулярной укладкой насадки й — захлебывания колонн с насадкой, загруженной внавал 3 — подвисания жидкости в насадке, загруженной внавал 4 — постоянного перепада давления в слое насадки высотой 1 м.

Из реактора закоксованный катализатор поступает через отпарную секцию И в отводящий стояк 12. В отпарной секции -катализатор продувается острым перегретым водяным паром для удаления углеводородных паров, что способствует сокращению потерь сырья и уменьшению нагрузки регенератора. Однако ввод в отпарную колонну чрезмерно больших количеств водяного пара может привести к нарушению нормальной циркуляции катализатора и подвисанию его. Нижний конец стояка 12 присоединен ко второму узлу смешения 14. Здесь закоксованный катализатор подхватывается потоком воздуха, подаваемого компрессором 27, и по трубопроводу 6 транспортируется в регенератор 10. В регенераторе также в кипящем слое выжигается кокс, отложившийся на частицах катализатора при крекинге сырья. Регенерированный катализатор отводится через колодец 9 регенератора в стояк 8. В колодце, расположенном над распределительной решеткой 5, катализатор продувается водяным паром для удаления продуктов сгорания. [c.82]

Практически наступление режимов подвисания и захлебывания определяют сравнением давлений (вакуумов) над и под слоем насадки. Если перепад давления (вакуума) резко повышается, это свидетельствует о начале захлебывания, и скорости паров должны быть снижены путем уменьшения производительности колонны по сырью или изменения теплового режима ее работы. [c.125]

В пленочных колоннах контакт фаз осуществляется между движущимся паровым потоком и стекающей навстречу ему пленкой жидкости. Эти колонны относятся к аппаратам с фиксированной поверхностью фазового контакта, В процессе движения пленки на поверхности жидкости образуются волны и по мере увеличения скорости пара над поверхностью состояние ее не постоянное. При достижении скорости пара 7-12 м/сек (в зависимости от диаметра трубы и плотности пара) наступает режим "подвисания , т,е, пленка перестает двигаться вниз. Дальнейшее увеличение скорости пара приводит к обращенному течению пленки, т е. пленка вместе с газом начинает двигаться вверх. [c.67]

В литературе приводятся также другие расчетные зависимости для определения фиктивной скорости пара, отвечающей различным режимам работы насадочных колонн. Так, напрнмер, фиктивную скорость пара, соответствующую началу (точке) подвисания, рекомендуется определять по уравнению [c.499]

При й > кр и режиме, соответствуюш,ем точке начала подвисания (см. стр. 445), применимо уравнение (XII 1,26), причем расчет акц может быть произведен по уравнению Пратта . Предельную производительность в точке захлебывания можно определять непосредственно с помощью уравнений, предложенных различными авторами, например, для колонн с керамической или металлической кольцевой насадкой (размером ие более 25 X X 25 м.ч). При плотной упаковке насадки можно пользоваться уравнением [c.548]

Исследования Бейкера и др. [99] в колоннах диаметром от 78 до 610 мм с разными насадками внавал (кольца диаметром 6,5— 25 мм седла размером 12—25 мм шары диаметром 13—25 мм и т. п.) также показали, что при Dld< 8 большая часть жидкости течет по стенкам. При больших значениях Did растекание жидкости в направлении к стенкам наблюдалось лишь в верхней части насадки (на высоте около 1 м) дальнейшее течение жидкости не приводило к нарушению равномерного распределения (при высоте насадки до 4,5 м). В случае увеличения числа точек подачи орошения распределение в верхней части насадки улучшается. Авторы считают достаточным одной точки подачи орошения (в центре) при колоннах диаметром до 150 мм для колонн больших диаметров требуется по крайней мере четыре точки. Движение газа ниже точки подвисания не оказывает влияния на распределение жидкости выше точки подвисания распределение улучшается. [c.427]

Наши опыты, проведенные совместно с Фурманом на колонне диаметром 500 мм с кольцами размером 25 (внавал) и 50 мм (внавал и в укладку), подтвердили большое влияние способа подачи орошения. При подаче орошения без разбрызгивания в режимах ниже точки подвисания унос мало зависит от скорости газа и плотности орошения, составляя примерно 0,1 г/1 ж газа. Резкое возрастание уноса (до 2—10 г/1 м газа) наблюдается вблизи точки захлебывания. При поднятом над насадкой оросителе унос значительно выше и возрастает с повышением скорости газа и плотности орошения. От размеров насадочных тел и способа их загрузки унос мало зависит. С увеличением вязкости жидкости от 1 до 2 мн сек/м наблюдалось уменьшение уноса в 2—4 ра.за. [c.437]

По нашему мнению, быстрый рост Рр в режиме подвисания объясняется соответствующим повышением доли активной поверхности, которая по мере подхода к точке инверсии фаз приближается к единице. Проведенные нами совместно с Закгеймом опыты [501 в колонне диаметром 500 мм показали, что при регулярных насадках, для которых ф 1 перелома на кривой зависимости [c.466]

При малых нагрузках взаимодействие между фазами незначительно и сопротивление насадки пропорционально сопротивлению сухой насадки. Это так- называемый пленочный режим. При дальнейшем увеличении скоростей потоков возрастает трение между фазами, происходит торможение жидкости и увеличивается ее задержка в насадке. Этот режим характеризует начало подвисания жидкости его принимают в качестве нижнего предела устойчивой работы колонны. При больших жидкостных нагрузках этот режим не всегда четко выявляется. Сопротивление насадки в режиме подвисания пропорционально скорости пара в степени 3—4. Интенсивность массопередачи в этом режиме значительно возрастает. [c.306]

Влияние скорости газа на К про-является при заметном увеличении сопротивления процессу массопере- дачи в газовой фазе доля сопро-тивления в газовой фазе возрастает при повышении давления. Скорость газа может оказывать заметное влияние на поверхность контакта фаз, что нередко выражается в сильной зависимости объемного коэффициента массопередачи К уа от скорости газа, как, например, в насадочных колоннах в режиме подвисания или в условиях барботажа особенно при малых скоростях газа. [c.69]

Рис. 1У-27. Снижение скорости газа и>о в точке подвисания жидкости в лабораторной насадочной колонне для растворов МЭА в ДЭА по сравнению с водой.

Показано [44, 75, 93], что повышение скорости газа в насадочной колонне не влияет на скорость поглощения СОа водным раствором МЭА при атмосферном давлении. Однако при переходе из пленочного режима в режим подвисания коэффициент массопередачи К а заметно увеличивается, особенно на насадках небольших размеров [93]. [c.154]

Гидродинамические режимы в пленочных колоннах. Гидродинамика жидкой пленки, текущей по вертикальной стенке, достаточно подробно рассмотрена в гл. 6. Здесь же следует подчеркнуть, что пленочные противоточные колонны работают при скоростях газа, не превышающих скорости захлебывания. Начало захлебывания (подвисания) характеризуется резким возрастанием гидравлического сопротивления, а также количества находящейся в аппарате жидкости. При небольшом увеличении скорости газа аппарат начи- [c.55]

Как правило, работа в режиме подвисания и эмульгирования целесообразна только в случае, если повышение гидравлического сопротивления аппарата не имеет существенного значения (например, если абсорбер работает при повышенных давлениях). Поэтому большинство насадочных адсорберов работает в пленочном режиме (т. е. при скоростях газа до точки А). Пределом устойчивой работы насадочных колонн является скорость газа, соответствующая точке инверсии (или захлебывания) и з, которая определяется по следующему уравнению [c.61]

На графике разграничены гидродинамические режимы работы насадочных колонн, а пунктирными линиями соединены точки, соответствующие равным значениям Ар,7 - Это позволяет определить не только гидравлические сопротивления орошаемых насадок, но также скорости газа, соответствующие началу подвисания жидкости (Ши) и началу захлебывания (Шз). В самом деле, отношение vJw,. равно отношению объемных расходов жидкости (абсорбента) и газа. Это отношение всегда известно из технологического расчета абсорбера, поэтому можно на графике (рис. Х-21) найти значения V, отвечающие точкам начала подвисания (К ) и начала захлебывания (К3). Зная же эти величины, легко определить искомые скорости газа [c.488]

Скорость фаз. Скорость жидкости влияет на эффективность массопередачи через Зависимость от Юж носит степенной характер, причем максимальная интенсификация может быть достигнута в области мгновенной химической реакции. При переходе в область реакции псевдопервого порядка влияние скорости жидкости уменьшается. Скорость газа оказывает заметное влияние на поверхность контакта фаз, что приводит к сильной зависимости К а от скорости газа, например, в насадочных колоннах в режиме подвисания жидкости или в барботажных колоннах, особенно при умеренных скоростях газа (см. рис. 6.3). [c.199]

При использовании карбонизационной колонны в качестве осадительной часть образовавшегося бикарбоната натрия оседает на ее внутренних поверхностях. Свободные сечения колонны для прохода жидкости и газа постепенно сужаются. Если не принимать мер для удаления накопившегося осадка, то свободные проходы сузятся настолько, что через них сможет проходить только газ выход жидкости из колонны прекратится и в мерники начнет поступать газ. Таксе состояние карбонизационной колонны называют подвисанием . При зарастании свободного объема колонны бикарбонатом натрия количество жидкости в ней уменьшается, а ее прогазованность возрастает. Поэтому признаком наступающего подвисания является падение давления газа на входе в колонну. Подвисанию колонны способствует резкое охлаждение суспензии -в верхних холодильных бочках в летнее время, сопровождающееся обильным выпадением бикарбоната, а также временное прекращение подачи газа в колонну и оседание взмученного в жидкости бикарбоната. Частые подвисания могут быть следствием неудачной конструкции колонны плоские барботажные тарелки, малое расстояние между холодильными трубками. [c.222]

Следует отметить, что при режиме подвисания наряду с ростом эффективности существенно увеличивается гидравлическое сопротивление этот режим может развиваться неравномерно по высоте насадки, причем работа аппарата становится недостаточно эффективной и недостаточно устойчивой. Основываясь на сходстве явлений, протекающих в иасадке при режиме подвисания, с наблюдаемыми в псевдоожижепном слое, в работе [2] предложен метод расчета, позволяющий найти скорость, соответствующую началу захлебывания Иь-р. и среднюю действительную скорость газа Шг = 0,8 при которой достигается устойчивая работа колонны на режимах, близких к захлебыванию. Для скрубберов, работающих в пленочном режиме стекания жидкости, проверку на захлебывание производят для установления верхнего предела нагрузки аппарата по жидкости и газу. Это нужно преимущественно для колопп, работающих под повышенным давлением, поскольку входящая в расчетные уравпепия плотность газа в таких аппаратах существенно возрастает. [c.19]

Насадочные колонны могут работать в различных гидродинамических режимах [1] пленочном, подвисания и эмульгирования. В колоннах большой производительностц с крупной насадкой осуществление процесса в режиме эмульгирования приводит к резкому уменьшению эффективности разделения, что объясняется существенным возрастанием обратного перемешивания жидкости и значительной неравномерностью скорости паров по сечению аппарата. Ведение процесса в режиме подвисания затруднено вследствие узкого интервала изменения скоростей пара, в котором этот режим существует. Поэтому выберем пленочный режим работы колонны. [c.126]

Однако не всегда представляется возможным четко разграничить эти режимы. Так, изменение количества орошаемой жидкости сильно влияет на величину скорости подвисания и мало на величину скорости инверсии. Поэтому скорости подвисания по абсолютному значению могут оказаться большими, чем скорости инверсии. Тогда возникающий при подвисании слой жидкости сразу приобретает вид высокотурбулентной пены и барботажный режим отсутствует. В этом случае возрастание сопротивления тарелки с увеличением скорости газа при постоянном орошении более резкое, чем при обычном режиме аэрации, и выражается в логарифмических координатах в виде прямой линии вплоть до скоростей захлебывания колонны L = 1650 кг1м -ч (см. рис. 183). [c.377]

При получении эмпирической зависимости для динамической удерживающей способности в условиях двухфазной системы была принята во внимание тесная связь между количеством жидкости, удерживаемым в колонне, и перепадом давления на колонне. В режимах до точки подвисания, т. е. при Уг/Уинв < <0,85, получена следующая зависимость [c.361]

Колонна диаметром 50 мм и высотой 6,7 м имела 8 секций, в каждой из которых находился слой колец Рашига 6X6 мм высотой 530 мм. По опытным данным зависимость высоты насадки, эквивалентной одной теоретической тарелке СВЭТТ), от скорости пара при экстрактивной ректификации имеет такой же характер, как и при обычной ректификации. В области малых нагрузок увеличение расхода пара в колонне приводит вначале к возрастанию ВЭТТ, что связано с уменьшением времени соприкосновения жидкости и пара. При дальнейшем увеличении нагрузки возрастает степень турбули-зации пара и жидкости, что вызывает улучшение массобмена, сопровождающееся понижением ВЭТТ. Оптимальные условия массобмена имеют место вблизи точки подвисания жидкости, когда эффективная смоченная поверхность насадки максимальна. [c.267]

Из данных табл. 19 видно, что максимальное число теоретических ступеней разделения (3,54 на 1 см) не соответствует максимальному фактору интенсивности, равному 381 при числе теоретических ступеней 2,12 на 1 см и при скорости паров 0,4575 см/с. Далее можно видеть, что после максимального значения 381 фактор интенсивности снова уменьшается, но намного медленнее, чем следовало бы ожидать в связи с сильно уменьшившимся числом теоретических ступеней разделения. Таким образом, для получения высоких значений фактора интенсивности не имеет смысла работать при низких скоростях паров. При повышенных нагрузках движение паров становится турбулентным, что оказывает благоприятное действие на массопередачу аналогично увеличению коэффициента диффузии. С возрастанием нагрузки колонны выше оптимального значения количество орошаюш,ей жидкости увеличивается, и под действием поднимающихся паров происходит подвисание жидкости в колонне. Удерживающая способность возрастает в степени, превышающей 2, вследствие чего фактор интенсивности снижается. [c.128]

При малых нагрузках по газу жидкость стекает по насадке в основном в виде тонкой ламинарной пленки и слабо контактирует с газом. Этот режим движения называется пленочным. Повышение скорости газа приводит к увеличению сил трения и турбулизации потоков стекающей жидкости и поднимающегося пара, в результате чего жидкость подвисает в насадке и более равномерно распределяется по сечению колонны. Этот режим движения называют режимом подвисания. Переход к такому режиму часто принимается за верхний предел эффективной работы наса-дочной колонны. [c.122]

Торман [19], Геммекер и Штаге [87], а также Шнайдер и Шмид [89] показали, что головка колонны должна удовлетворять следуюш им требованиям обеспечивать легкость регулировки и измерения флегмового числа обладать минимальной удерживающей способностью по жидкости иметь простую и механически прочную конструкцию, применимую как для работы при атмосферном давлении, так и под вакуумом обеспечивать герметичность аппаратуры при распределении флегмы предотвращать подвисание жидкости обеспечивать точность измерения температуры паров и подачу флегмы в колонну при температуре кипения или с небольшим переохлаждением. Кроме того, головка должна позволять регулировать и измерять нагрузку и флегмовое число в любой момент времени. Подобные измерения необходимо проводить в тех случаях, когда нагрузка колонны превышает 500 мл/ч, при которой визуальным путем уже нельзя подсчитать число образующихся капель. Особенно важно беспрепятственно измерять температуру паров. При этом необходимо следить за тем, чтобы на термометрический карман не попадали капли переохлажденной жидкости и давление в точках измерения температуры и давления было одинаковым. [c.379]

Расчет насадочных ректификационных колонн. Для насадочных колонн при скоростях паров ниже скоростей, соответствующих подвисанию жидкости, высоту единицы нерено.са определяют по формулам, приведенным на стр. 612. Наибольшее значение коэффициента массопередачи достигается при оптимальной скорости паров, которая соответствует началу подвисания и может быть определена по уравнению (17-16). Оптимальная скорость изменяется по высоте колонны в соответствии с изменением массовых скоростей пара и жидкости и их плотности. [c.693]

Движение потоков легкой и тяжелой фаз в насадочных экстракционных колоннах характеризуется теми же основными закономерностями, что и для системы пар (газ) — жидкость, которые были рассмотрены ранее. При противоточном движении массообмениваю-щихся потоков с увеличением скорости движения восходящей легкой фазы увеличивается сопротивление движению нисходящей тяжелой фазы, возрастает удерживающая способность насадки, приводящая к явлению подвисания тяжелой фазы и захлебыванию колонны. [c.328]

Рассмотренные методы второй группы пригодны лишь в том случае, если не зависит от Rep. Независимость от Rep характерна для аппаратов с фиксированной поверхностью массопе-редачи (трубки с орошаемыми стенками, дисковые и шариковые колонны) или для аппаратов, в которых поверхность массопере-дачи не зависит от скорости газа (насадочные абсорберы при режимах ниже точки подвисания). В таких аппаратах, как барботажные абсорберы, поверхность массопередачн определяется скоростью газа, ОТ которой зависит и , отнесенный к условной поверхности контакта. [c.170]

Хаукинс и Дэвидсон [95], развивая представления Лернера и Грова (стр. 402), высказали предположение, что подвисание вызывается образованием стоячих волн на текущей жидкой пленке. На основе этого предположения и опытов в шариковой колонне выведено уравнение для точки подвисания [c.423]

При режимах ниже точки подвисания унос незначителен [4]. По опытам Вильямсона [123], проведенным в квадратней колонне сечением 450x450 мм с кольцами размером 76 мм внавал, унос сильно зависит от способа подачи орошения на насадку. При подаче орошения без разбрызгивания (через желоба) унос возникает при скоростях газа от 1,2 (при и ж=6 кг секг ) до 1,9 м/сек (при 1 д(=0,75 кг-м -сек ). При подаче орошения через трубу, поднятую на 270 мм над насадкой, унос возникает (при тех же Ц ж) при скоростях газа от 0,4 до 0,9 м/сек. [c.437]

Приближение к подвисанию путем увеличения плотности орошения оказывает иное влияние. В ряде работ [193, 194] наблюдалось падение роста Р с увеличением 7 выше некоторого предела. Причина этого недостаточно ясна. Некоторые исследователи [193] объясняют указанное явление циркуляцией газа внутри колонны, возникающей вследствие трения на границе фаз при малых и больших и. По исследованиям Ципариса [184] при И ж>И ж,кр. значения Р сначала несколько падают, а при дальнейшем возрастании остаются постоянными. В данном случае критическое значение кр. лежит ниже точки подвисания и определяется по формуле [c.472]

Соотношение расходов жидкости и газа, поступающих в колонну, должно соответствовать оптимальному гидравлическому режиму рабо-тынасадочного слоя. Газ, поднимаясь по слою снизу вверх, замедляет отекание жидкости. При низких расходах газа наблюдается струйное стенание жидкости. С увеличением подачи газа наступает момент, когда часть жидкости начинает задерживаться и скапливаться в слое насадки, а его гидравлическое сопротивление быстро растет. Такой режим называют началом (точкой) подвисания (или загрузки). Дальнейшее увеличение расхода газа приводит к запиранию потока жидкости. При этом наблюдается вспучивание насадки и появление над ней слоя жидкости. Соответствующий режим называют началом (точкой) захлебывания. При скоростях газа, превышающих скорость захлебывания, слой насадки работает как барботер. [c.333]

Представляют интерес разработанные в последнее время за рубежом новые насадки, в частности насадка Импульс-пекинг [276, 217], а также кольцевая насадка Мини-кольца [258], последняя представляет собой кольцо с поперечными перегородками. Поскольку высота кольца значительно меньше его диаметра, по-видимому, при загрузке в аппарат кольца укладываются преимущественно регулярно. Однако даже с учетом этого вряд ли можно объяснить достигаемые одновременно столь высокие показатели по производительности и эффективности разделения (например, на 200—250% выше по сравнению с седловидной насадкой). Вероятно, это достигается тем, что колонна с такими кольцами работает в режиме подвисания или захлебывания. Но тогда это связано с заметным повышением сопротивления. Отметим также, что такой режим может быть реализован и на других высокопроизводительных регулярных насадках, например на винтовой, плоско-параллельной и др. [c.213]

В режиме подвисания структуры потоков жидкости и газа соответствуют определенной степени продольного перемешивания и могут характеризоваться также появлением застойных зон при маль1Х размерах элементов насадки или байпасных и циркуляционных потоков при насадке сравнительно больших размеров. Высокие скорости газа в режиме подвисания вызывают эмульгирование потоков. Эти нагрузки в целом ряде случаев рекомендуются в качестве верхнего предела эффективности работы колонны. При дальнейшем увеличении скорости газа наступает режим захлебывания— заметно возрастает количество жидкости7 удерживаемое в [c.122]

Относящиеся к рассматриваемой группе насадочные колонны состоят из царг с насадкой в виде правильной формы насадочных тел, устанавливаемых регулярно или засыпаемых неупорядоченно. Насадка в каждой царге поддерживается опорной решеткой. Жидкость подается на насадку с помощью специальных устройств, обеспечивающих ее равномерное распределение по сечению колонны. При малых расходах фаз жидкость стекает по насадке в виде пленки. С увеличением расходов материальных потоков количество жидкости, удерживаемой в насадке, увеличивается, жидкость турбулизируется и возрастает поверхность контакта фаз. При достаточно больших расходах фаз наблюдается подвисание жидкости в насадке, а при больших расходах — захлебывание (однонаправленное движение фаз снизу вверх). [c.568]

При дальнейшем увеличении скорости движения газа нрои ходит значительпое торможение стенания жидкости, колонна затопляется жидкостью, через которую газ начинает барботировать. Этот режим называется режимом эмульгирования, при котором сопротивление колонны весьма велико. Даже при небольшом последующем увеличении скорости газа происходит выброс жидкости из колонны— режим уноса. Наиболее эффективно колонна работает пра переходе от режима подвисания к режиму эмульгирования. [c.166]