ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Испарители ректификационных колснн для разделения термически нестойких продуктов из "Ректификация термически нестойких продуктов" В пленочных РРК, в отличие от распылительных РРК, межфазный контакт между жидкостью и паром осуществляется на поверхности пленки жидкости. Роль ротора в аппаратах этого типа сводится к распределению жидкой фазы по твердой поверхности с образованием текущей пленки, а также к турбулизации главным образом паровой фазы путем наложения на нее вращательного движения. В некоторых конструкциях одновременно с паровой фазой интенсивно турбулизуется и жидкая фаза. [c.132] Одна из первых таких колонн представляла собой вертикальную трубку, в которой вращалась узкая металлическая лента, навитая на центральный стержень ротора [251. [c.133] В дальнейшем для лабораторной практики были предложены различные конструкции колонн этого типа [26—31 ]. Колонны, описанные в работе [281, имели диаметры 4 и 7,5 мм. Перемешивание паровой и жидкой фаз o vщe т-влялось с помощью ленты, изготовленной из нихро-мовой сетки, вращающейся со скоростью 1500—2000 оборотов в 1 мин. Достигнутые значения составляли 2-3 см. [c.133] По принципу действия к описанной колонне близка колонна с ротором типа ерш . Турбулизующие вставки для такого ротора могут быть изготовлены из полосок фторпласта, фольги, нихромовой проволоки и других материалов. [c.133] Возрастание скорости вращения ротора приводит к интенсификации массообмена как в паровой, так и в жидкой фазах. Этому способствует интенсивное поперечное перемешивание в паровой фазе и наложение возмущений на жидкую фазу. [c.135] Отметим, что рассмотренные работы не содержат достаточно глубокого исследования механизма воздействия вращения ротора на массообмен в паровой и жидкой фазах. Это в значительной степени препятствует созданию на основе принципа пленочных РРК достаточно крупных промышленных аппаратов. Исследование такого механизма целесообразно проводить на простых моделях, что позволяет получать достаточно достоверные данные, так как с усложнением модели возрастает число факторов, которые могут оказыгать вли. нке на кинетику массообмена. [c.135] При исследовании массообмена в колоннах, этого типа было получено значение ВЭТТ, равное 1 см при удельном сопротив./ ении 0,2—0,3 кГ/м и скорости вращения ротора 2600 оборотов в 1 мин [331. Следует, однако, отметить, что для достижения таких низких значений ВЭТТ необходимо поддерживать в колонне режим с малыми нагрузками по пару и жидкости. Распределение флегмы осуществляется также с помощью ротора, что дает возможность для колонн с внутренним диаметром до 12 см Даже при низких плотностях орошения обеспечивать довольно равномерное смачивание внутренней поверхности корпуса. Рекомендуемая высота таких колонн — не более 1 м, так как при большей высоте удельная эффективность будет несколько снижаться. [c.136] Примерно такие же данные об эффективности колонн этого типа получены в работах [35, 37]. [c.137] Интересная оценка потенциальных возможностей пленочных РРК приведена в работе [36]. Расчет фактора интенсивности, т. е. отношение пропускной способности к задержке жидкости, приходящейся на одну теоретическую тарелку, для колонны с кольцевым зазором и внутренним вращающимся цилиндром показал, что его величина по крайней мере в 10 раз выше, чем для любых других типов колонн. [c.137] Изучение массообмена раздельно в паровой и жидкой фазах при ректификации в колоннах этого типа позволило сделать ряд важных выводов о закономерностях, сопровождающих протекание этого процесса в указанных условиях, а также объяснить механизм влияния вращательного движения на кинетику массообмена в обеих фазах [38,39]. Предварительно бьут проведен анализ гидродинамической обстановки в такой колонне и сравнение гидродинамических характеристик процесса с литературными данными по теплообмену в сходных условиях. [c.137] Для массообмена в паровой фазе помимо турбулизации парового кольца за счет его раскручивания характерно появление вихрей Тейлора, возникающих в кольцевом зазоре между двумя коаксиальными цилиндрами при вращении одного из них. Подобно тому, как это имеет место при теплообмене, появление вихрей Тейлора интенсифицирует массообмен за счет усиления дополнительного поперечного перемешивания паровой фазы. [c.137] На рис. V-12 представлена зависимость эффективности колонны от скорости вращения ротора. Первые изломы на кривых соответствуют моменту появления в паровой фазе вихрей Тейлора. [c.137] Дальнейшее повышение скорости вращения ротора может привести к повторному скачкообразному росту эффективности. Это явление объясняется наступлением более интенсивного гидродинамического взаимодействия между паровой и жидкой фазами. [c.138] 214 10 н О — смесь метилциклогексан — 2.2,4-три-метилпентан, = 680, = 45,2, Д = 2,275-10- м. [c.138] В дальнейшем, применяя методы разложения общего коэффициента массопередачи на частные (методы основаны на изучении зависимостей — тО/Ь) удалось найти корреляционные зависимости, описывающие кинетику массообмена в каждой из взаимодействующих фаз для различных гидродинамических режимов. [c.138] Коэффициент /д для выражения (У,17) найден в работе [40]. [c.139] Таким образом, снижение высоты рабочего участка заметно интенсифицирует массообмен в паровой фазе, подобно тому как это имеет место в пленочных (безротор-ных) колоннах, что следует из уравнения ( -16). Этот вывод был использован при разработке конструкции пленочной РРК, состоящей из отдельных секций. [c.139] При иуи р характер массообмена меняется. В этих условиях при А 1,4-10 м наблюдается усиленное воздействие вращающегося парового кольца на жидкую пленку. При А 1,4-10 Л1 количественные характеристики массообмена изменяются только в паровой фазе. [c.140] Здесь / = 0,442 при А = 1,25-10 и / = 2,64 при Д = 1,09-10- м. [c.140] Изменение скорости вращения ротора и величины зазора изменяют соотношение диффузионных сопротивлений. По мере возрастания окружной скорости и уменьшения зазора между ротором и стенкой доля диффузксн-ного сопротивления в жидкой фазе в общем сопротивлении массообмену уменьшается. [c.140] Вернуться к основной статье