Основы проектирования химических установок - Альперт Л.3.
ISBN 5-06-000508-9
Скачать (прямая ссылка):
§ 4.5. ЭЛЕМЕНТЫ ВНУТРЕННИХ УСТРОЙСТВ ХИМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
К внутренним элементам химических аппаратов относятся контактные устройства (насадки, тарелки), перемешивающиеся устройства и др.
Контактные устройства. Контактные устройства — насадки, тарелки — являются основными элементами колонного аппарата, определяющими размеры и качество его работы.
Рассмотрим новые конструкции тарелок колонных аппаратов, применяемых при ректификации, дистилляции и других массооб-менных процессах.
Ректификационная тарелка с диаметральным током жидкости*. Она предназначена для осущест-
Разработчик и изготовитель — НПО «Криогенмаш».
вления процесса массопередачи между паром и жидкостью при ректификации газовых смесей; может быть использована при разделении воздуха и природного газа методом низкотемпературной ректификации.
Тарелка представляет собой перфорированное полотно с переливными карманами для слива жидкости, которые крепятся на опорных элементах к стенкам колонны. Конструкция тарелки за счет коробчатого сечения балок обеспечивает ее высокую жесткость при малой массе.
Основные данные колонны: диаметр — 1,9 м, эффективность разделения — 0,7—0,9, масса — 32 кг.
Достоинства тарелки: высокая технологичность изготовления и монтажа, низкая себестоимость, высокая эффективность разделения.
Массообменное устройство предназначено для работы в условиях различных отложений и загрязнений [23]. Устройство (рис. 4.13) состоит из полотна струйной тарелки, переливных устройств и насадки в виде гофрированных зигзагообразных перфорированных перегородок, сдвинутых через одну по отношению к соседней в направлении течения жидкости, благодаря чему в межтарельчатом пространстве образуются каналы переменного сечения в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Принцип работы масоооменного устройства заключается в следующем: газожидкостный поток, образующийся в результате диспергирования жидкости, поступающей из приемного кармана, приобретает движение под некоторым углом к плоскости полотна. Большая часть жидкости при взаимодействии газожидкостного потока с зигзагообразной поверхностью интен-сификаторов переходит в пленку. На нижней кромке интенсификато-ров стекающая пленка вновь дробится выходящим потоком газа, а образовавшаяся в результате этого газожидкостная смесь ударяется о следующий по ходу зигзаг перегородок. Таким образом, увеличение поверхности контакта фаз достигается за счет повторяющегося совмещения Рис. 4.13. Новая конструкция струйно-капельного и пленочного ре-массоооменного устройства: rJ , „ .л
г жимов (струино-капельно-пленочно-
/- полотно- 2 —просечные элементы; Г ту <-
3, 5 —переливные устройства; 4 — пе- ГО режима). Итак, МЭССООбмеН МЄЖ"
ке„;Т-ИгофрьГ дистанчионные втул" ду жидкостью и газом при работе
1
1 2 J
/
X
////////////////////
А-А
л
fell сії У
4I
Jl Il ~f
/4
v 1' і
Рис. 4.14. Тарелка из S-образных элементов
массообменного устройства в струйно-капельно-пленочном режиме взаимодействия фаз происходит в процессе дробления жидкости на капли, во время полета капель, при ударе капель о поверхность интенсификаторов, смоченных жидкостью, и при движении жидкостной пленки по поверхности интенсификаторов.
Данное массообменное устройство обладает высокой производительностью по паровой (газовой) фазе и небольшим гидравлическим сопротивлением. Это дает возможность рекомендовать его для колонных аппаратов, работающих при низкой жидкостной нагрузке, высокой скорости газового потока и на загрязненных средах.
S-образные тарелки. Колонны с S-образными тарелками, как показали исследования, проведенные ВНИИнефтемашем, целесообразно применять в процессах, протекающих при атмосферном и несколько повышенном давлении. Тарелка (рис. 4.14) состоит из S-образных элементов одинакового профиля, которые, соединяясь между собой, образуют колпачки и желоба. С одной стороны элемента расположены трапециевидные прорези для прохода паров, а с обоих концов паровой части элемента (колпачка) — паровые заглушки, предотвращающие протекание жидкости на нижележащую тарелку. Для точной установки элементов и обеспечения жесткости в них устанавливают промежуточные перегородки (ребра жесткости). Первый и последний элементы (считая по ходу движения жидкости) изготовлены соответственно в виде колпачка и желоба. Выполняя свое прямое назначение как устройство для барбогажа, S-образный элемент является также несущей конструкцией, что позволяет при длине элемента до 4 м не делать для них специальных опорных балок. Рабочую часть тарелки начиная со слива собирают из S-образных элементов, которые, перекрывая друг друга, образуют каналы для прохода паров. Для удобства демонтажа любой части тарелки (без разбора
Таблица 4.12. Основные параметры тарелок из S-образных элементов
Параметры
Диаметр тарелки, мм
1000
1600
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Количество ще-
5
6
8
14
18
26
30
36
40
лей для прохода
