НАСАДОЧНЫЕ КОНТАКТНЫЕ УСТРОЙСТВА. ТИПЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ НАСАДОК. ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА НАСАДОК.
Насадочная колонна, наиболее простая по конструкции, представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат, заполненный по всей высоте или на отдельных участках так называемой насадкой – определенных размеров и конфигурации телами из инертных материалов. В насадочных колоннах контакт между газом (паром) и жидкостью осуществляется на поверхности специальных насадочных тел, а также в свободном пространстве между ними. Насадка предназначена для создания большой поверхности контакта фаз между стекающей по ней жидкостью и поднимающимся потоком паров и интенсивного перемешивания их.
Различается два основных режима работы аппаратов:
– пленочный режим, при котором жидкость, омываемая газом, стекает
по элементам насадки;
– эмульгационный режим, когда весь аппарат заполнен жидкостью, а через слой ее между элементами насадки барботирует газ.
К основным элементам насадочных колонн относятся: насадка, устройства для орошения и распределения жидкости, опорные колосники и другие устройства, поддерживающие слой насадки. В промышленности применяют разнообразные по форме и размерам насадки, которые в той или иной мере удовлетворяют требованиям, являющимся основными при проведении конкретного массообменного процесса. Насадки, изготавливают из разнообразных материалов (керамика, фарфор, сталь, пластмассы и др.), выбор которых диктуется величиной удельной поверхности насадки, смачиваемостью и коррозионной стойкостью. Насадки условно подразделяются на насадки нерегулярного типа и регулярного.
|
|
|
Нерегулярную насадку применяют в процессах массообмена, протекающих под давлением или в условиях неглубокого вакуума. Эта насадка обладает рядом преимуществ, одно из которых состоит в практическом отсутствии проблемы выбора материала.
Насадку можно изготавливать из металлов, полимеров, керамики. Полимерная и керамическая насадка наиболее приемлема для обработки агрессивных сред. Нерегулярная насадка имеет существенные преимущества по сравнению с регулярной по технологии изготовления, транспортирования и монтажа. По конструктивным признакам эту насадку можно разделить на кольца и седла, хотя в отечественной и зарубежной практике применяют насадочные тела и других форм. К насадкам нерегулярного типа относятся беспорядочно уложенные (навалом) насадки из колец Рашига, седла «Инталлокс», кольца Паля и т.д. Наиболее широко распространена насадка в виде тонкостенных керамических колец - кольца Рашига, диаметр которых изменяется в пределах 15- 150 мм. Кольца малых размеров засыпают в колонну навалом. Насадка малых размеров и сложной конфигурации имеет большую поверхность контакта фаз, но создает повышенное сопротивление... широкое распространение получили кольца Паля, изготовленные из металла, керамики или пластмасс. Отличительной характеристикой этой насадки является практическое постоянство эффективности в широком интервале изменения нагрузок. Хорошими рабочими характеристиками обладают также насадки из элементов седлообразного профиля - седла Берля и Инталлокс. Кольца с перфорированными стенками позволяют существенно повысить производительность и эффективность ректификационной аппаратуры.
|
|
|
Из-за хаотического распределения тел в объеме насадки образуются избирательные каналы, по которым преимущественно проходит пар или жидкость, в результате происходит неравномерное распределение контактирующих фаз по высоте слоя. В этом существенный недостаток насадок нерегулярного типа. Неравномерность распределения связана с высотой слоя и диаметром.
В связи с этим не рекомендуется применять насадки нерегулярного типа в колоннах диаметром более 2 метров, а также использовать высокие слои насадки без промежуточных перераспределителей потоков. Отмеченные выше недостатки насадок нерегулярного типа преодолены в конструкциях насадок регулярного типа, т.е. правильно уложенной насадки. Этот способ заполнения аппарата насадкой называют загрузкой в укладку, а загруженную таким способом насадку – регулярной. Расположение элементов в определенном порядке обеспечивает равномерное распределение контактирующих фаз по площади колонны и позволяет получить высокую эффективность массопередачи и одновременно низкое гидравлическое сопротивление. Примером насадки регулярного типа являются те же кольца Рашига, Паля и т.д. если они укладывают правильными рядами, сдвинутыми друг относительно друга Обычно для этого применяют большие кольца (размером не менее 50х50 мм).За последние годы стали применяться спиральные насадки, выполненные из металлических лент и проволоки, различные металлические сетчатые насадки), а также насадка из стеклянного волокна. Регулярная насадка имеет ряд преимуществ перед нерегулярной, засыпанной в колонну навалом: обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, допускает большие скорости газа. К недостаткам аппаратов с регулярной насадкой следует отнести трудность отвода тепла и плохую смачиваемость насадки при низких плотностях орошения, их высокую чувствительность к равномерности орошения.
|
|
|
Контакт и массобмен в насадочной колонне происходит непрерывно на всем участке колонны, заполненном насадкой. Этим и отличается работа насадочной колонны от тарельчатой. Насадочные колонны широко применяют для процессов абсорбции, а также очистки, охлаждения и увлажнения газов. Насадочные колонны применяются в малотоннажных производствах, а также в тех случаях, когда необходимо, чтобы задержка жидкости в колонне была невелика, а перепад давления мал. Если использование тарельчатых или насадочных колонн является альтернативным, вопрос должен решаться на основе технико- экономических расчетов.
|
|
|
Все насадочные колонны мало пригодны при работе с загрязненными жидкостями. Для таких жидкостей в последнее время стали применять колонны с «плавающей» насадкой. В них в качестве насадки используют главным образом легкие полые или сплошные пластмассовые шары, которые при достаточно высоких скоростях газа переходят во взвешенное состояние. Кроме того, для проведения одного и того же процесса требуются насадочные колонны обычно большего объема, чем тарельчатые. Основными достоинствами насадочных колонн являются: простота устройства и низкое гидравлическое сопротивление.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 814; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!