 |
Соединение тарелки с корпусом колонны
|
|
|
|
Соединение тарелки с корпусом колонны
1 – тарелка; 2 – соединительное кольцо; 3 – уплотнение
Крепление колпачков на тарелке
Гидродинамика ситчатых тарелок
На ситчатых тарелках жидкость удерживается лишь при барботаже газа.
Все сказанное выше о режимах, барботаже и структуре двухфазной системы газ-жидкость полностью относится и к ситчатым колоннам.
Равномерный барботажный режим возникает при w = 0, 4-0, 5 м/с;
Пенныйрежим при w 
0, 7-1, 0 м/с;
Режим газовых струй и брызг при w = 1-1, 3 м/с (до 3м/с).
Оптимальное расстояние между тарелками выбирается в зависимости от свойств жидкости, конструкции тарелок, диаметра колонны и обычно составляет от 400 до 800 мм. Оно должно обеспечивать величину брызгоуноса с нижней тарелки на верхнюю не более 3 %
Сопротивление ситчатых тарелок
Сопротивление тарелки в зависимости от скорости газа в логарифмических координатах:
1 – сухая тарелка;
2 – орошаемая тарелка
Ниже точки В жидкость свободно протекает через отверстия – «дождевание». Выше точки В через отдельные отверстия проходят пузыри пара – «просачивание». Режимы неравномерные.
Выше точки С наступает равномерный режим: струйный, потом пенный, затем инжекционный.
DE – захлебывание ситчатой тарелки, которое может произойти в результате:
1. обращенного течения жидкости из перелива;
2. переброса пены на вышележащую тарелку;
3. полного подъема жидкости с тарелки потоком газа;
4. переноса жидкости на тарелку за счет уноса.
Сопротивление ситчатой тарелки находится по формуле:
P = 
1 
2 3
Получено уравнение для расчета полного сопротивления тарелки (при w0> 0, 3м/сек):
P= 
, кг/м2
|
|
|
где σ – поверхностное натяжение, дин/см
- высота сливного порога, мм.
L – расход жидкости, кг/час
– диаметр отверстий, м
δ – толщина тарелки, м
Показатель степени n:
при 
=0, 3 
n=0, 135
при 
=5 
n=0, 3
Преимущества пенных аппаратов:
1. высокая поверхность фазового контакта и высокая интенсивность массообмена;
2. меньшее гидравлическое сопротивление.
Недостатки:
1. Снижение производительности единицы объема аппарата.
Гидродинамика провальных тарелок
При работе провальных тарелок в принципе сохраняются описанные выше режимы. Однако, имеются некоторые особенности.
1) При низких скоростях газа контакт его с жидкостью происходит лишь на поверхности пленки, стекающей через отверстия. Количество жидкости на тарелке крайне не значительно.
1-2 – «режим смоченной тарелки»; 2 – точка подвисания; 3-4 – барботажный режим; 4 – точка аэрации; 4-5 – пенный режим; 5 – точка «волнообразования»; 5-6 – инжекционный режим; 6 – точка захлебывания.
2) При некоторой скорости силы трения газа о стекающую жидкость возрастают настолько, что образуют на тарелке слой жидкости. Эта критическая скорость может быть определена как подвисание. Подвисание сопровождается значительным скачком сопротивления тарелки, которое возрастает в несколько раз, после чего начинается второй режим работы – «барботажный». При этом режиме происходит барботаж газа через слой, образовавшийся на тарелке. Образуется также и зона пены.
3) С ростом скорости газа зона барботажа уменьшается, зона пены увеличивается, происходит переход к пенному режиму. Доля сечения щелей, занятая стекающей жидкостью, уменьшается. Точка перехода к режиму высокотурбулизованной пены определяется как «точка аэрации», после которой вся жидкость находится в состоянии газожидкостной эмульсии (пены).
4) В конце режима аэрации (пены) скорость газа в щелях настолько возрастает, что отдельные пузырьки начинают сливаться в струи, начинается инжекционный («факельный») режим барботажа. Струи газа, проходя то в одном, то в другом месте тарелки, приводят слой аэрированной жидкости в колебательное движение. Поэтому точка перехода к инжекционному режиму называется «точкой волнообразования». Жидкость протекает через щели уже не в виде дождя, а порциями то в одном, то в другом месте тарелки. Переход к инжекционному режиму сопровождается значительным увеличением сопротивления в связи с возрастанием слоя жидкости на тарелке.
|
|
|
В конце инжекционного режима наступает «захлебывание», когда прекращается протекание жидкости через щели тарелки, резко возрастает количество жидкости на тарелке, гидравлическое сопротивление, и жидкость начинает выбрасываться с тарелки.
Оптимальная скорость с точки зрения массообмена – скорость в точке аэрации, т. к. именно в этой точке достигается наибольшая поверхность фаз контакта. Рабочей областью следует считать интервал скоростей между точкой подвисания до точки волнообразования, который включает два режима – барботажный и пенный. Следует отметить, что не всегда эти режимы проявляются в чистом виде.
|
|
|
