Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Наиболее простыми по своему устройству являются лопастные мешалки. Для лучшего перемешивания иногда применяют видоизмененные лопастные мешалки—рамные и якорные.
Якорные мешалки, наружный контур которых соответствует очертаниям днища и корпуса аппарата, способствуют удалению осадка со стенок последнего.
Применение наклонных лопаток, а также ^снабжение мешалок несколькими парами лопастей, имеющих наклон в разные стороны (вверх и вниз), способствуют интенсификации перемешивания. Лопастные мешалки обычно имеют небольшое число оборотов (20 — 80 в минуту).
Применение вместо лопаток—пропеллеров, лопасти которых имеют постепенно изменяющийся наклон, улучшает условия перемешивания. Для лучшей циркуляции жидкости часто пропеллер устанавливают в диффузоре, представляющим собой цилиндрический патрубок.
Пропеллерные мешалки просты в изготовлении, они требуют осносительно небольшого расхода энергии и обычно
390
применяются для перемешивания маловязких продуктов или суспензий с небольшим (до 10%) содержанием твердой фазы.
Наиболее интенсивнее перемешивание достигается при помощи турбинных мешалок. Турбинные мешалки, особенно с неподвижным направляющим аппаратом, могут применяться для премешивания очень больших количеств смеси, даже в случае наличия сильно вязких жидкостей. Они могут применяться и для перемешивания суспензий с твердыми частицами больших размеров (до 25 мм) и с большим содержанием твердой фазы (до 60%).
Турбинные мешалки чаще всего применяются тогда, когда необходимо быстрое перемешивание смеси, особенно в случае, если требуется осуществление непрерывности процесса.
Описание конструкций и работы различных типов механических мешалок имеется в литературе (см., например, [6, 34, 72]).
5. ДИАФРАГМОВЫЕ И ИНЖЕКТОРНЫЕ СМЕСИТЕЛИ
Диафрагмовый смеситель, часто применяемый для осуществления непрерывного смешения (например, при очистке светлых нефтепродуктов), представляет собой металический корпус в виде трубы, внутри которого имеются различной конструкции перегородки (диафрагмы) с отверстиями. При прокачивании смеси через диафрагмы (под давлением) возбуждается интенсивное турбулентное движение и происходит хорошее перемешивание.
Диафрагмы иногда делаются в виде перегородок, попеременно перекрывающих сечение корпуса на 0,65 — 0,75 его диаметра; в других случаях диафрагмы представляют собой круглые диски несколько меньшего диаметра, чем корпус, в которых имеется ряд отверстий круглой или иной формы.
Очень распространенными являются также инжекторные смесители, служащие для ведения процессов непрерывного смешения нефтепродуктов между собой или с реагентами.
Принцип работы этих смесителей заключается в том, что струя дистиллата, прокачиваемая под давлением через сужающееся сопло инжектора, создает пониженное давление и способствует подсасыванию реагента (или другого нефтепродукта). В смесительной камере инжектора происходит интенсивное перемешивание жидкостей. В расширяющейся части (диффузоре) за счет уменьшения скорости потока, давление вновь увеличивается.
Конструкции инжекторных смесителей могут быть различными (см., например, [34]).
ч ^ і
391 ^
Ниже приводится пример, поясняющий принцип расчета диафрагмового смесителя. Примеры расчета инжекторных смесителей см. в литературе [40].
Пример 28. На установке непрерывной кислотно-щелочной очистки кислый бензиновый дистиллат после отстоя от кислого гудрона проходит через диафрагмовый (дисковый) смеситель, куда одновременно для промывки подается вода.
Расход воды—60% на дистиллат.
Количество дистиллата—400 т/су т, удельный вес его-0,740. Рассчитать размеры смесителя. Решение. Определим удельный вес смеси
1004-60 100 60 100 60
ac a6 dB 0,740 1,000*
откуда <fc = 0,821.
Секундный объем смеси
(1 +0,6) 400
Диаметр корпуса смесителя определится из условия допускаемой скорости wt которая принимается не более 0,6 м/сек, а в среднем 0,4 м/сек* Тогда диаметр корпуса
4 Vc л / 4-0,00903
V 3,14-0,4
0,17 м
или, округляя, примем DK = 0,2 м (8").
Необходимо, чтобы площадь свободного сечения в диафрагме пропускала требуемое количество смеси без образования чрезмерного противодавления .
На основании опытных данных падение давления Д/?, создаваемое каждой диафрагмой и равное 0,14 ат% обеспечивает условия интенсивного перемешивания дистиллата с кислотой при кислотной очистке светлых нефтепродуктов.
При щелочной или при плюмбитной очистках достаточна потеря напора А/> 0,07 am на каждую перегородку. Для создания достаточно продолжительного перемешивания реагирующих жидкостей количество диафрагм в смесителе должно быть 15 — 20 щт. Расстояние между диафрагмами обычно равно 0,3 м [34].
В данном случае (для промывки водой) примем &р = 0,07 am ^=700 кГ/м* и число перегородок п = 15 шт.
Расход жидкости при истечении через отверствия определяется по уравнению
і
1/~г^|Х2g AH= j/"2^^-, м'/сек, (XIII, 10)
откуда
V __V_
(XIII1 11)
392
і
Ii ¦
где со —свободное сечение в диафрагме, м ;
7) —коэффициент расхода, равный приблизительно от 0,6 до 0,64, в среднем, 0,62; для вязких продуктов у\ значительно меньше [23];
