Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
Цр - промя п'ярятяттія PJn1TTPHy1 ПрЯМв- ВІДНОВДЄННЯ -НІТробеНЗОЛу B
анілін і т. д. Каталітичні реакції в газовому стані можна проводити безперервно, циклічно, з мінімальними витратами ізгювною автоматизацією процесів. " " ~~ " ~~
"Хоч підвищення температури позитивно позначається на хіміко-технологічному процесі, застосування високих температур для його інтенсифікації часто обмежується різними технологічними і економічними факторами: швидким досягненням рівноваги екзотермічних реакцій, матеріалами апаратури і економічно невигідними витратами енергії для нагрівання реагуючих компонентів.
ТИдипкігтк rPTPprfpppHn^njTjTnjiTPpy пропорційна питомій ПОВерХНІ
/ / /
7 6 5
Рис. 7. Башта з насадкою:
/ — зірка — розбризкувач рідини; 2 — кор« пус; 3 — футеровка; 4 — стальний кожух; 5 — шдпора колосникової ґратки, 6 — колосники; 7 — днище, 8 — насадка
Дотику фаз
де и — швидкість реакції; F • пропорційності.
kF,
(55)
питома поверхня; k — коефіцієнт
Газ (пара)
Рідина
Газ(пара)
Газ (пара)
Редина
Рис. 8. Сітчаста барботаж-на колона:
1 — сітчаста тарілка, 2 — зливний поріг; з — переливна труба; 4 — гідравлічний затвор
Рис. 9. Ковпачкова барботажна колона:
/ — ковпачкова тарілка; 2 — ковпачок, з — переливна труба
Питома шиТуня — це відношення абсолютної поверхні до одиниці маси або об'єму тієї фа-Рідина, зи> яка містить реагент. • ^L—- Збільшення поверхні контактування фаз в технології досягається різними способами залежно від виду системи: Г — Р, Г — Т, P — Т, P-P (які не змішуються) і T — Т, а також залежно від температури, тиску, концентрації та каталізатора, який використовують в цьому процесі.
Спосіб збільшення поверхні контактування визначає конструкцію апаратів до даної агрегатної системи. _В__ухіх-
збільпптти "^гювег^ню
Газ (пара,
Г — Р, тому що легша фаза в усіх поверхню важкої фази. Поверхню розподілом рідини у вигляді тонкої плівки на поверхні різних насадок, якими заповнюють реакційний об'єм апарата. Рідина розбризкується по всьому перетину башти, змочує всю поверхню насадки і стікає протитоком до газу, який рухається знизу вгору, як, наприклад, при виробництві H2SO4 (рис. 7).
Як насадку найчастіше застосовують кільця з сталі або кераміки різних розмірів і форм. Такі башти дуже поширені у виробництві H2SO4, HNO3, HCl та інших кислот, при переробці палива, в органічному синтезі та ін. В інших випадках збільшення поверхні дотику досягають пневматичним або механічним розпиленням рідини, або барботажем (пробулькуванням) газу через шар рідини в колонах з сіт-
втгжчот2_Д&зц — твердої в системах Г — T1P — T і рідкої в системі типах апаратів обмиває
рідкої фази
збільшують Газ
Рідина
Рис. 10. Пінний
апарат:
j — гратка; 2 — приймальна коробка; з — зливний поріг, 4 — коробка для відробленої піни
Гарчав
гюоїіпрд
c
Щ Випалюбаль-
JP ний газ
Повітрр для
спатобання колчедану
' ПоЬилря для охолодження балу Рис. 11. Механічна випалювальна піч ВХЗ:
/ — живильник, 2 — живильна тарілка, 3 — обертовий вал; 4 -склепіннях; 6 — вихідна труба для недогарка, 7
гребки; 5 - привод.
отвори у
частими тарілками чи ковпачковими тарілками (рис. 8; рис. 9). Барботажні колони працюють інтенсивніше, ніж башти з насадкою, але в них створюється великий гідравлічний опір газовому потоку. Tjyd__ciT4eeTi—або—говттачкеві—башти—япстоспрують^гіглі^дистиляції, ^«гп^лул^я^гг^^мі і япгорбції ra.qjR тя інпіюс__процесах~.T
- Дуже ефективним, простим і економічним способом розвитку поверхні контактування реагуючих фаз вважають створення шіару
_Г>ухомоі піни», крізь який пропускається газ знизу вгору через гратку в пінному апараті (рис. 10). Інтенсивним перемішуванням фаз маленькими бульбашками газу і безперервним оновленням поверхні рідини усувається дифузійний опір і зростає коефіцієнт масопередачі або теплопередачі.
a S 6
Рис. 12. Реактори з фільтруючим і киплячим шаром:
/ — корпус апарата; 2 — розподільча гратка; 3 — нерухомий або фільтруючий шар; 4 —
киплячий шар.
У системах Г — TiP — T більша площа контактування фаз досягається подрібненням твердого матеріалу або застосуванням невеликих і пористих кусків та гранул, в яких внутрішня поверхня пор набагато може перевищувати зовнішню поверхню кусків. Оновлення поверхні контактування в таких випадках досягається перемішуванням твердого матеріалу механічними мішалками на полицях апарата. Прикладом такого типу агрегатів у системі Г — Те випалювальні печі, показані на рис. 11. їх широко застосовують для випалення сульфідних руд у сірчанокислотній, металургійній і інших промисловостях.
Найкраще перемішування тонко подрібненого твердого матеріалу, при якому площа контактування наближається до максимальної, досягається в печах для випалення в завислому (або киплячому) шарі, де кожна частинка твердого матеріалу обмивається газом (рис. 12).
Колошникові топки, іонообмінні фільтри, шахтні печі, поличні контактні апарати належать до фільтрувальних апаратів, в яких газ або рідина проходять через нерухомий шар кусків або гранул твердого матеріалу. В них обмивається лише та частина поверхні, яка не стикається з іншими кусками чи гранулами. Реактори з фільтруючим шаром твердого зернистого матеріалу прості, надійні в роботі і тому найбільш поширені в промисловості. Проте за інтенсивністю вони поступаються перед реакторами з киплячим шаром.
