Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 330
Текст из файла (страница 330)
Различают барботажный н струйный гндродина- 986 988 498 ТАРЕЛЬЧАТЫЕ мич. режимы работы тарелок. В барботажном режиме на тарелках поддерживается слой жидкости (сплошная фаза), через к-рый барботирует восходящий поток газа (дисперсная фаза), распределяясь в жидкости пузырьками (см.
также Бярботировавве). С повышением нагрузок по газу происходит инверсия фаз, при к-рой в сплошной (газовой) фазе распределена в виде капель и струй дисперсная (жидкая) фаза; такой режим наз. струйным. Аппараты с барботшквыми тарелками В барботажном режиме работают ситчатые, колпачковые, клапанные (рис. 1), а также провальные тарелки. Для тарелок первых трех типов барботаж газа и движение жидкости происходят в условиях перекрестного тока благодаря равномерно распределенным на 'плато тарелок их элементам (отверстиям, колпачкам, клапанам) и наличию переливных устройств (переливнык и приемных карманов); задержка жидкости зацаегся высотой переливной перегородки (10 — 100 мм). Своб. сеченве (суммарная площадь всех отверстий или щелей) для прохода газа составляет 1-30%, а площадь, занимаемая переливными устройствами,-ок.
20% от плошади поперечного сечения колонны. На провальных тарелках реализуется протнвоточный контакт фаз. Нагрузка по газу характеризуется т. наз. Ре-фактором ьГ» е.„>ро (ро-плоти. газа, »-его скорость в поперечном сечении апйарата)1, к-рый достигает 2-2,5 кг«'/(с м»'). С помощью параметра Б,> находят диаметр Т.а. по ф-ле: В = />чр/я», где )>-объемный расход газа. С увеличением диаметра колонн нагрузки на переливы возрастают пропорпионально В', а длина персливной перегородки-процорпионально 1), что требует создания многопоточных тарелок с увеличенной площадью переливов; известны двух- н даже четырехпоточные тарелки, обеспечивающие работоспособность аппарата прн жидкостных нагрузках до !00 мз/(м>.
ч). Скорость газового потока на каждой тарелке должна быть такой, чтобы жидкость не «проваливалась» через отверстия (щели) на нижележащую тарелку; для предотвращения снижения эффективности массопереноса должны отсутствовать также байпасные (не контактирующие с газом) потоки жидкости по плато тарелок. Ситчатые тарелки (рис.
1,а) имеют перфорир, плато с диаметром отверстий (щелей) 0,8-20 мм. Для них характерно дннамич. взаимод. газа с жидкостью, при к-ром <ай>овал» отсутствует и реализуется ее переток по плато (напр., в ситчатых экстракторах). При необходимости отвода (подвода) теплоты над плато устанавливают змеевики (напр., в произ ве разб. НХО>). Колпачковые тарелки (рис. 1,б) имеют колпачки разл. формы, снабженные прорезями в виде зубцов, проходя между к-рыми, газ (пар) днспергнруется, что увеличивает иов-сть его контакта с жидкостью.
Эти тарелки также работают в беспровальном режиме и характеризуются более широким по сравнению с ситчатыми тарелками диапазоном нагрузок по фазам, Это обусловливает вх применение в ряде хим.-технол. процессов, несмотря на повыш. гидравлич. сонротнвление, значит. металлоемкость и трудоемкость изготовления. Созданы и использун>тся в нек-рых произ-вах (напр., при концентрировании НХО>) аппараты с одноколпачковыми тарелками. Клапанные тарелки (рнс.
1,в) позволяют изменять своб. сечение установкой на их плато подвижных круглых илн прямоугольных клапанов. Высота их подъема увелячивается с ростом скорости газа н регулируется спец. ограничителями либо весом клапана. Провальные тарелки не имеют переливных устройств, их плато перфорировано круглыми, квадратными и др. формы отверстиями диаметром 20-100 мм. Через зти отверстия периодически или одновременно проходит газ и стекает («проваливается») жидкость. В результате противоточного взаимод.
фаз на тарелках поддерживается слой жидкости, достаточный лля обеспечения высокой эффективности аппаратов с такими тарелками. Однако рабочий диапазон нагрузок по фазам, а также средняя движущая 987 сила массопереноса на провальных тарелках меньше, чем на тарелках с переливами. Аппараты со струйными и струйво-барботшкиьми тарелкамы. Стремление к созда»в о Т. а., функциониргуюших при повыш. нагрузках по газу (Р» = 3 — 5 кг»'/(с м» Я, привело к конструкции струйных таредок. Прямоточный илн перекрестно-прямоточный контакт фаз на них осуществляется путем направленного ввода газа при проходе через ситчатое плато с помощью находацихся на нем чешуек или клапанов, ориентированных в сторону слива, поэтому выходящий из отверс>ий с высокой скоростью газ дробит жидкость на капли и струи, н газо-жидкостной поток транспортируется над плато тарелок к пер»пивному устройству.
Созданы тарелки, плато к-рых выполнено из просечио-вытяжного листа с установкой поперек газо-жидкостного потока отбойннков для уменьшения брызгоуноса. Поскольку газо-жидкостной поток существенно неравномерен (волны, раскачка, локальный «провал» жидкости, застойные зоны и ба>шасные потоки), плато тарелок новых отечеств. конструкций секцнонируют, Различают продольно-поперечное и продольное секционирование.
Тарелки с продольно-поперечным секционированием (рис. 1,г) имеют две зоны контакта фаз: барботажную и дополнительную (пленочная зона), создаваемую за счет специально организованного слива жидкости с одной тарелки на другую (двухщелевое цюпп>дрнч. переливное устройство с отбойным иаправлшошим диском). Гяз после барботажа контактирует с жидкостью в пленочной зоне. Сепарнрующее действие пленки и увеличенное рабочее плато (отсутствуют приемные карманы) позволяют значительно интенсифицировать массоперенос и практически удвоить по сравнению с барботажными тарелками нагрузки по газу. Благодаря развитой длине пер«пивных перегородок Р»с > Б»»бота»»>»»»>р>я»ые >а»>»к» а-с»тч>т»», б-хо»па«>»»м; »-ма»«»«»», г-а про»а»ь»о-п»»Ч»чны» сс>«»ниро>»»»>»» двумя >»»а>ю «о»та«>» ф>з (А(ах»о>»емеат»»«в-с>м»элем»>мя), д-ч»>»>в«>тм»»родо»ь»ым м>»»о»»р»»а»»>м»«г»с«>»о>а патока >»ак»>а>» ча»>»»»а>о та»»»ы> Э >»м»»- ты тарелок >->ар>ч» а»пара>а, з-плато, 3, 14-»»»>»»в»ая» >»«>и»»»рп»»>а« »ч»гор»»>», 4, 5-»ере»ив»ой» пр»»»»»й»>р>и»ы, б, 7-«ол»»чо«»»в»ра>»»а »»>>, з-»а>р>еа«, 9, >О, и — «л»«а«» о>ив>вч»>«й» е>»»»»»л»»»»»хъем»; >2ухвг>«в>»»о»»»л«»лрнч»ч»»»в»о» устройство, 1>-а>е»и»»я»а»р»влв>» щий диск >>->»ит««» тарелки могут работать при очень высоких нагрузках по жидкости.
С помощью поперечных секционирующих перегородок выдедяютсв самостоятельно функционирующие элементы тарелок, между к-рымн возможно перераспределение фаз. Такое секционирование искшочает неравномерность контакта фаз и дает возможность создавать Т. а, для агрегатов большой, единичной мощности (произ-ва ХНз и Н,БОе, разделенйе газов, нефгеперерабетка и др.).
Тарелки с продольным секционированием (рис. 1,д). Установкой вдоль направления движения жидкости перегородок достигается секционирование на лоткообразные элементы, между к-рыми также могут перераспределяться фазы. На плато тарелок размещены чешуйки (клапаны), направляющие поток газа перекрестие по отношению к жидкостному потоку и во взаимно противоположных направлениях в соседних рядах чешуек. На таких тарелках струйно-направленное взаимод. фаз сочетается с противонаправленным контактом струй. Тарелки работают как в струйном, так и в барботажном режимах.
Аппараты с тарелками других конструкций. Т.а. широко применяют для решения многообразных задач пром. Экологии: очиспси етбросньтх газов при организации газооборотных циклов, очистки газов от пыли, конденсации целевых продуктов из отходящих материальных потоков и т.д. Специфика работы Т.а. для этих процессов определяется необходимостью создания тарелок, обладающих крайне низким гидравлич. сопротивлением и малым брызгоуносом при высоких скоростях газа в поперечном сечении колонны, а также обеспечивающих очистку больших кол-в газа незначит. кол-вом жидкости. Риа. 2. Терелкн е внскретно-гнлроливемиессквм колтпггом фаз в велением гезоиога потоке: а-пленаевел тврелхе; б-врнввип вспенил потоке газа; естеме злемевте колонны.
Элементы тарелок: 1-корпуа аппарате; 2-олющгмеой пиливирне. перелив; У вЂ” отбойный вепреелмащий писк; 4-приемные щрмены; 5-секвнонврующие перегоролки; О, 1.-патака гщв (ллрв) н щщкаспг. 989 ТАУТОМЕРИЯ 499 К таким контахтным устройстнам относят тарелки с днскретно-гидродинамнческнм контактом фаз, или пленочные тарелки (рнс. 2,а). На ннх отсутствует плато, а дискретный контакт фаз создастся взаимод. сформированных с помощью цилиндрич. щелевых перелявов кольдевых струй жидкости (пленок) с петокем газа. После контакта с ним жидкость собирается в приемном желобе и перетекает в передив нижерасполеженной тарелки. В Т.
а. для процессов очистки газов используется принцип деленна потоков, заключающийся в том, что в зоне контакта газ разделяется на два потека, к-рые последовательно взаимод. с жидкостью (рис. 2гб). Сочетание дискретно-гидродвнамич. контакта фаз с делением потокев (рис. 2,8) применяют в Т.а. для очистных систем, функционирующих при Р = 3 5 — 9,0 кга'/(с ма'з), низких жидкостных нагрузках 10,7 м /(мх ч)5 н незначнт.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
