Конструирование и расчет элементов колонных аппаратов. Учебное пособие (1093152), страница 5
Текст из файла (страница 5)
3.18. Насадочные тела: а - кольца Рашига; б - кольца с перегородкой; в - кольца скрестообразной перегородкой; г - кольца Палля; д – седла Верля; е — седла «Интилокс».В ФРГ предложены кольца с прободенными стенками (кольца Палля),показанные на рис. 3.18,г. Эти кольца предназначены в основном для засыпкивнавал и обладают меньшим гидравлическим сопротивлением и несколькобольшей эффективностью по сравнению с кольцами Рашига, но при этом ониимеют большую стоимость и сложны в изготовлении.
В США эти кольцаизготавливают из стали и пластических масс.ВФРГ разработаны кольца «Перфоринг», представляющие собойметаллические кольца с перегородками, в стенках которых (а также вперегородке) проделаны отверстия. Испытания показали, что при большихскоростях газа (свыше 1,3м/с) кольца «Перфоринг» по эффективностипревосходят кольца Палля, но обладают большим сопротивлением. Эти кольцадешевле колец Палля и имеют более высокий предел нагрузки по газу.Седлообразная насадка.Эта насадка применяется в США и Европе наряду с кольцами длябеспорядочной засыпки.
На рис. 3.18,д показаны седла Берля, а на рис. 3.18,е—седла «Инталокс». Поверхность первых представляет собой гиперболическийпараболоид, а вторых — часть тора. Кольца «Инталокс» проще в изготовлении.Седлообразная насадка при одинаковых размерах насадочных тел имеет по25сравнению с кольцами Рашига примерно на 25% большую удельнуюповерхность и несколько больший свободный объем.Седлообразнаянасадкаобладаетменьшимгидравлическимсопротивлением и несколько большей эффективностью, чем кольца Рашига.Вероятно, седла Берля лучше смачиваются, чем кольца Рашига. Седла«Инталокс» по сравнению с седлами Берля обеспечивают большуюбеспорядочность насадки и не создают предпочтительных путей (каналов) дляпротекания жидкости. Кроме того, удельная поверхность и свободный объем уседел «Инталокс» выше, чем у седла Берля.Блочная насадка.Эта насадка используется в качестве регулярной и состоит из отдельныхэлементов большого размера (блоков).
На рис. 3.19 показаны некоторые типыблочной керамической насадки, разработанной в России и США. Блоки по рис.3.19,а и б должны иметь «ножки» с тем, чтобы между рядами насадкиоставался зазор 10—20 мм; при этом гидравлическое сопротивлениеуменьшается, а коэффициент массопередачи повышается. Преимуществомблочной насадки перед другими регулярными насадками (в частности,кольцами в укладку) является значительное упрощение работ по укладкенасадки в аппарат, которые, особенно при не очень крупной насадке (кольцаразмером 50 или 80 мм), весьма трудоемки. По своим качествам блочнаянасадка не уступает другим видам регулярных насадок. Хотя в настоящеевремя блочные насадки не имеют широкого промышленного применения, ихследует считать перспективным видом насадок.Рис.
3.19. Блочные насадки: а - щелевые блоки; б — решетчатые блоки; в — сотовыеблоки.Кусковая насадка.Эта насадка применяется в виде кусков кокса или дробленого кварцаразмером 25 — 100 мм, засыпаемых беспорядочно. Достоинства кусковойнасадки—дешевизна и стойкость к большинству агрессивных сред;недостатки—малые удельная поверхность и свободный объем и значительноегидравлическое сопротивление. Кварц, кроме того, обладает большимобъемным весом, а кокс легко крошится, что ведет к загрязнению орошающейжидкости и увеличению сопротивления. Эффективность кусковых насадокневелика. В настоящее время кусковые насадки используются редко.26Специальные насадки.К ним можно отнести различные металлические (сетчатые ипроволочные) и пластмассовые насадки, а также стеклянное волокно.Спиральная металлическая насадка применяется на коксохимических заводах вСША и в России.
Она изготовляется из стальной ленты шириной 9,5 мм итолщиной 0,25 мм, свертываемой в спираль. Диаметр спирали 19 мм, шаг 25мм, число витков 15.Насадка полиэтиленовыми розетками Теллера изображена на рис.3.20,а. Объемные коэффициенты массопередачи для этой насадки оказалисьна 23—72% выше, чем для колец и седел размером 25 мм при более низкомсопротивлении. Так как полиэтилен не смачивается водой и смоченнаяповерхность близка к нулю, то высокие коэффициенты массопередачиобъясняют абсорбцией жидкостью, находящейся в точках соприкосновениянасадочных тел между собой и стекающими струйкамиБыли предложены различные металлические сетчатые насадки,отличающиеся высокой эффективностью. Недостатками этих насадок являютсялегкая забиваемость и малые допустимые скорости газа.
Последнийнедостаток устранен в насадке «Спрейпак», показанной на рис. 3.20,б. Насадкаизготовляется из металлической полосы толщиной 0,5—1 мм нанесением вшахматном порядке прорезей и последующим растягиванием полосы внаправлении, перпендикулярном прорезям; при этом прорези расширяются иполоса принимает вид решетки. Решетка может быть выполнена также путемпрессования на специальном прессе. Насадка собирается из изогнутыхрешетчатых элементов, соединяемых посредством вертикальных стержней.Рис. 3.20. Специальные насадки: а - розетки Теллера, б — насадка «Спрейпак»3.4 КОНСТРУКЦИИ ТАРЕЛЬЧАТЫХ КОЛОННВ зависимости от диаметра аппарата тарелки выполняют со сплошнымполотном и разборной конструкции [1,4,12,31].При сравнительно небольших диаметрах аппаратов применяют тарелкинеразборной конструкции со сплошным полотном.
На таких тарелках дляремонта предусматривают в полотне люки. Люк размещают с учетом схемырасположения контактных элементов. Крышку такого люка изготовляют сконтактными элементами и размещают заподлицо с полотном тарелки наопорном кольце.27Тарелки разборной конструкции собирают из отдельных полотен, ширинакоторых позволяет заносить их в колонну через люки. Полотна размещают наопорных балках. Для соединения полотен используют прижимные планки,струбцины, клиновые соединения (рис. 3.21). Вертикальная полка уголка иребро, полученное отгибом одной из кромок полотна, увеличивают жесткостьполотна тарелок.
Герметичность соединений обеспечивают установкойпрокладок.Рис. 3.21. Варианты крепления секций полотна тарелки: 1 — полотно, 2 — прокладка, 3— планка, 4 — прижимный уголок, 5 — клин, 6 — скоба.Существуют различные конструкции крепления полотна тарелки ккорпусу (рис. 3.22). Полотно приваривают сплошным сварным швом к опорномууголку или применяют разборные соединения на прокладках или с набивкой ввиде сальника.Рис. 3.22.
Варианты крепления полотна тарелки к корпусу:а — сваркой; б — на прокладке с прижимной планкой сверху; в — напрокладке со струбциной; г — на сальнике с набивкой.Для удобства монтажа и ремонта тарелок расстояния между нимиобычно принимают не менее 450 мм, а в местах установки люков в корпусеколонны — не менее 600 мм.Если конструкция тарелки не обеспечивает сток флегмы при остановкеколонны, то в полотне тарелки, а также в сливных карманах выполняютспециальные отверстия диаметром 8—10 мм. Отверстия в полотне тарелкиследует располагать по возможности ближе к сливному устройству.При использовании наклонных сливных перегородок сегментных ицентральных сливов переливные устройства сужаются книзу. Это позволяетобеспечить достаточную площадь сечения для дегазации газожидкостнойэмульсии в верхней части перелива и несколько увеличить площадь контактнойчасти тарелки.
Известны конструкции переливов со специальнымиустройствами для интенсификации сепарации газа.28Переливные устройстваПереливное устройство должно обеспечить переток жидкости заданногорасхода при максимально допустимых нагрузках с одной тарелки на другую, ненарушая нормальной работы тарелок.На рис. 3.23 приведены различные конструкции переливных устройств. Вбольшинстве случаев применяют сегментные переливы с прямымипереливными планками (см. рис. 3.23,а).
Для очень больших расходов жидкостис целью лучшей ее дегазации применяют сегментные переливы с наклоннымипланками, площадь которых вверху делают в 2 раза больше, чем внизу (см.рис. 3.23,б). В колоннах большого диаметра применяют арочные переливы (см.рис. 3.23,в), так как они способствуют более эффективному использованиюрабочей площади тарелки. Переливные устройства из труб (см. рис. 3.23,г)следует применять как можно реже (лишь при очень малых нагрузках пожидкости и когда вся тарелка изготавливается съемной конструкции).
Тарелкасо сливами в виде труб должна иметь сливную планку, расположенную похорде; верхняя кромка сливных труб должна быть расположена в однойплоскости с основанием тарелки.Большое влияние на работу перелива и тарелки оказывают конструкцииузлов ввода и вывода жидкости (рис. 3.24).Узел ввода жидкости на тарелку должен во-первых работать, создавумеренное сопротивление перетоку жидкости и, во-вторых, обеспечиватьравномерный, спокойный и безударный ввод жидкости.Рис. 3.23.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
