И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 114
Текст из файла (страница 114)
могут фушщионировать в след. гидродинамич. режимах: пленочном, подвисания, эмульгирования и брызгоуноса. Пленочный режим наблюдается при малой скорости газа, а также небольпюй плотности орошения насадки (обьем хгндкости, проходящей через единицу площади поперечного сечения ашзарата в единицу времени). В таком режиме скорость газа практически не влияет на кол-во задерживаемой в насадке жидкости. С возрастанием скорости газа при противотоке фаз сила трения между ними увеличивается, жидкость движется мелленнсе и быстро накапливается (подвисает) в насадке. В этих условиях, наз, режимом подвисания, спокойное течение жидкой пленки нарушается (возникают завихрения, брьузги) и газ начинает проходить через слой жидкости в виде пузырьков (см.
Барбошироаание). В результате межфазная нов-сть контакта и соотв. интенсивность массообмена значит, возрастают при одновременном резком увеличении гидравлич. сопротивления. Накопление жидкости в насадке происходит до тех пор, пока сила трения между поднимающимся по колонне газом и стекающей жидкостью не уравновесит силу тяжести жидкости, находящейся в насадке.
При этом наступает режим эмульгирования, характеризующийся инверсией фаз (гвз становится днсперсной фазой, а жидкость — сплошной) и образованием газо-жидкостной эмульсии. Для обеспечевня 336 норм. проведения хим;техыол. процессов в этом рвквме, к-рый отвечает макс. эффективвости тепло- и массообмева и одновременно относительно большому гидравлич. сопротивлевыю, разработаны спец. аппараты с искусственно затопленной насадкой. В режимах подаисаыия и эмульгироваыыя целесообразно работать, если повышение гидраввич, сопротивлеввя ие играет существ, роли, напр. в абсорбц, процессах, осуществляемых при высоких давлеывях.
В Н.а., действующих при атм. давлеыви, гидравлич. сопротивлевие может оказаться ведопустямо большим, что приведет к необходимости проводить процесс в плевочыом режиме. Поэтому в каждом конкретном случае оптим. гидродвпамич. режим можно уставоввть только техв.-эковомич. расчетом. При дальнейшем увеличении скорости газа сила трения между фазами становится больше силы тяжести, жидкость перестает сгекатуь выбрасывается из ыасадки (вастулает т.ыаз, захлебывание) и выносится вз верх. части аппарата в ваде брызг ггьзовым потоком (режим брызгоуыоса). На практике этот режим ые используется.
Для работы с загрязпеыиыми газами и жидкостями примеыюот аппараты с подвижной насадкой, сравыителыю легкие элементы к-рой поддерживаются потоком газа во взвешевыом (псевдоожижеыыом) состоянии. Положение слоя взвешенных элементов фиксируется ыиж.
(опорыой) и верх. (ограыичительвой) решетками. В аппаратах с песк. слоями насадки верх. решетка вижерасположевыого слоя служит опорой для вышеразмещеывого. Высота слоя ыасадки в ыеподвихсыом состоявии (без газового потока) 0,2-0,3 м, расстояиие между решетками 1-1,5 м. Для улучшения коытакта мелсду газом и жидкостью в ашуаратах большого диаметра пространство межбу решетками разделяют вертик. перетородкамы ва прямоугольные или секторные отсеки. С целью улуцпеыия распределеыия жидкости и уменьшения брызгоупоса предложены коыич. агшараты, в к-рых сечеыие возрастает по ходу газа.
Аппараты с подвижыой насадкой могут фувкциовировать при больших скоростях газа без захлебывания и обеспечивают более высокий коэф. массопередачи, однако характеризуются большим гидравлич. сопротивлением, значит. брызгоуыосом и извосом васадочыых тел. Для зффективыой работы Н.а. насадки должны удовлетворять след. осв. требованиям: иметь большую пов-сть, хорошо смачиваться орошающей жидкостью, оказывать малое гидравлич. сопротивлеыие газовому потоку, равномерво распределять орошеыие, быть стойкими к хим.
воздействию газа и жидкости, обладать малой материалоемкостью и высокой мех, прочностью, иметь невысокую стоимость. Насадочыые тела изготовляют обычно из металлов, стекла, керамики, пластмасс, дерева и загружают в апшфаты навалом (ыерегулярыые насадки) либо укладывают'или монтируют в определеиыом порядке, в частности в жесуяую структуру (регулярные насадки). Осв. характеристики ыасадок-уд.
лов-сть и сноб, объем. Под уд. пов-стью у понимают суммарную пов-сть всех ыасадочыых тел в единице объема агшарата (мзггмз). Чем больше 7", тем выше эффективыость работы насадки, ыо больше гидравлич. сопротивление и меньше производительность. Своб. объем б — суммарыый объем пустот между ыасадочыыми телами в единице объема агшарата (мз/мз). Для вепористой насадки б определяют, как правило, заполвеыием ее объема водой. Отыошевие объема воды к объему, заыямаемому насадкой, дает величиву б. Чем оыа больше, тЕМ ВЫШЕ ПРОИЗВОДИтЕЛЬВОСтгь МЕНЬШЕ ГИДРаВЛИЧ. СОПРО- тивлеиие и эффективность васадки.
Поскольку при тепло- и массообмеые кол-во переносимых компонентов газа и жидкости или теплоты пропорциовальыо пов-сти контакта фаз, целесообразыее пользоваться мелкими насадками (размеры 20-30 мм), имеющими большую уд. пов-сть. Коэф. массопередачи также, как правило, больше при ыаличви мелкой ыасылки. Однако с уменьшением размеров ыасадочыых тел ухудшается их смачиваиие и уменьшается доля активной пов-стя ыасадки, участвующая в массообмеые.
В 337 НАСАДОЧНЫЕ ИЗ Щ аъ 2 Ъ ~хЖь 12 1З Рлс. 2. Иексторнс ткаы насалок: 1-У- кольца соотаегстсенно Рашкгс, Лессанга, с «рестообразаоя лсрсгоролкоц, Паллк, Ба. раас; б, 7-селла соотаетстмано Берла н Иаталлокс; б — розетгл теллера; р-хозгно. аал; Ю-керамачсскн блонгйег 11-аз лсрфорнроаалньн нетаканческих лнсгоа (СРЫ 1; и-Зу цер, 1З-С Л 14-Гулкау; 1б-склццчатыц аубак. мелких насадках эффективно смоченной бывает меыее 50%, а ввогда даже менее 10% всей пов-сти. В крупвых, особенно регулярвых, насадках степевь смочеввосты может доствгать почти 100%.
Злемеыты верегулярыых насадок выполвяют в виде кобец, спиралей, роликов, шаров, полусфер, седел и др. (рис. 2). Наиб. распространены кольца Рашвга с высотой, раввой диаметру. Известны модификации этой насадки с лучшими характеристяками, напр, кольца Палля и Лессинга. Среди седловидыых насадок особевио широко примевяют седпа Берла, а также насадки Иыталлокс. В лаб. условиях используют васыпиые сетчатые насадки типа колеи Варада, пластмассовые розетки келлера, насадки из проволочных гелихоидов. В ряде случаев применяют кусковые ыасадхж из кокса, кварца и т.д.
Для аппаратов с подвижной васадкой, 338 174 НАСОСЫ как правило, используют полые или сплошные шары из полиэтилена и др. пластмасс, а также из пористой рщнны, Регулярные насадки в отличие от нерегулярных характеризуются низким гидраелич, сощютивлением и более высокой пропускной способностью. Простейшая регуларнав насадка — хордовав, представляющая собой ряд деревянных брусьев, закренлеииых на нек-ром расстоянии друг от друга. Плоскопараллельная насадка изготовляется в виде набираемых из млталлич, листов пакетов, обычно устанавливаемых одни на другой якрест-накрест». Сетчатые насадки м.б. пакетными (типа Зульпера и др.) и склалчазымн, напр.
а аиде кубиков, Значительно проще в изготовлении, моятажс и эксплуатацци рулонные сетчатые насади типа Гудлоу, Стедмена и т. ц., выполненные из сетчатых лент спец. плетеиия либо из гофрированной сетки, к-рая скатана в рулон диаметром, равным диаметру аппарата. Использование таких насадок позволяет существенно снизить влияние иристеночиого эффекта н упростить сборку Н.а. Трубчатые регулярные насадки — пучки вертнк.
труб, к-рые касаются друг друга ставками или закрепляютсл в трубных досках с определснныы шагом. Применяют таяли насадки, собираемые из гофрированных лент с противоположным наклоном гофр на амеяапях лентах. Зтн типы насадок обладают сравнительно большой материалоемкосгью, поэтому их иногда заменяют керамич. сотовымн блоками. В вакуумной ректификации используют объемные насадки из гофрированных листов, размещенных горизовтальво, или просечно-вытяжного листа. В слое насадки небольшой высоты соседние листы укладывают гофрамв перпендикулярно один другому, как в случал гофрированной сетчатой насадки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
