ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контактные устройства колонн из "Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. Изд.3" Рассмотрим сначала некоторые особенности конструирования клапанных и ситчатых тарелок, представляющих наибольший интерес с точки зрения их промышленного использования. [c.250] Среди многочисленных конструкций клапанных тарелок в первую очередь следует отметить клапанные прямоточные тарелки, как более высокопроизводительные по газу, обладающие низким гидравлическим сопротивлением и обеспечивающие малое время пребывания жидкости на тарелке (вследствие перекрестно-прямоточного движения фаз). Таре хки с прямоугольными клапанами, работающие в режиме перекрестного тока, характеризуются компактным расположением клапанов на основании, что обеспечивает большую площадь ухода газа или зеркала барботажа и способствует повышению производительности этих тарелок по газу. Специальные конструкции клапанных тарелок с клапанами круглой или прямоугольной формы или с отверстиями под клапаны, имеющими кромки, отогнутые в виде сопла вниз, применяются в вакуумных колоннах. При работе в условиях вакуума рабочая площадь тарелки должна составлять 85—90% общей площади, а свободное сечение не менее 12—15% все контактные элементы тарелки должны иметь по возможности скругленную форму. [c.250] На ситчатых тарелках диаметр отверстий принимают в пределах от 3 до 25 мм. Исследования показали, что изменение диаметра отверстий в этих пределах не влияет на эффективность массопередачи. Кроме того, была подтверждена также высокая эффективность и стабильность работы ситчатых тарелок с отверстиями малого диаметра в достаточно широком диапазоне изменения нагрузок при работе на загрязненных средах (ректификация продуктов реакции каталитического крекинга). [c.250] Для ситчатых тарелок важным является не только размер отверстий, но и условия их образования. Так, конструкции ситчатых тарелок с выступающими вверх краями отверстий имеют более высокую производительность, широкий диапазон устойчивой и эффективной работы, низкое гидравлическое сопротивление. Заметное улучшение основных характеристик ситчатых тарелок достигается, возможно, за счет направленного ввода струи газа в жидкость, стабилизирующего движение газо-жидкостной смеси, т. е. устраняющего поперечно направленные пульсации дисперсного слоя на тарелке. [c.250] Отметим теперь следующие принципиальные вопросы технологического конструирования типовых конструкций переливных тарелок выбор высоты статического уровня жидкости и порядок установки тарелок в колонне. [c.251] При нормализованных конструкциях клапанных тарелок высота сливной планки может изменяться от 40 мм и выше, что обеспечивает высоту статического уровня жидкости на тарелке для различных колонн в пределах от 60 до 100 мм. Очевидно, меньшие цифры следует принимать для вакуумных колонн и большие — для всех остальных. Для обеспечения равномерной работы ситчатых тарелок общую высоту невспененного слоя жидкости следует принимать в пределах 50—70 мм. [c.251] Весьма важными являются следующие вопросы, связанные сустановкой тарелок в колонне уплотнение секций тарелок на опорном каркасе и горизонтальность установки тарелок. [c.251] При установке в колонне тарелок всех конструкций уплотнение мест соединений осуществляется при помощи прокладок либо асбестового шнура с последующей заливкой соединений жидким стеклом. Особо тщательно надо уплотнять секции тарелок, устанавливаемые в вакуумных колоннах, так как объемные расходы жидкости в них невелики, а также вследствие того, что в колоннах большого диаметра число соединений велико. [c.251] Действующими отраслевыми нормалями допускается отклонение плоскости тарелок от горизонтали (при их изготовлении) не более 3 мм на 1 м длины. Некоторые авторы указывают, что общее максимальное отклонение плоскости тарелки от горизонтали не должно превышать 6 мм. Допускаемый максимальный Прогиб балок опорного каркаса в колоннах малого и среднего диаметров не должен превышать 3 мм, а в колоннах большого диаметра — 6 мм. [c.251] Работы различных исследователей показали, что в ряде случаев можно допустить значительно большую негоризонтальность тарелок без заметного уменьшения ее разделяющей способности. Специально поставленные опыты показали, что при больших расходах жидкости, т. е. главным образом в колоннах, работающих под давлением, в абсорберах и десорберах, можно допустить отклонение от горизонтальной плоскости, не превышающее 10-12 мм. [c.251] Для обеспечения равномерного и безударного ввода жидкости на тарелку можно применять заглубленный сливной карман или располагать первый ряд барботажных устройств на таком расстоянии, чтобы поступающая жидкость не ударялась о них. [c.252] Для отделения пара от жидкости, поступающей в перелив, и предотвращения выброса жидкости в перелив предлагается над сливной планкой устанавливать вертикальный сетчатый сепаратор, состоящий из небольшого числа рядов сеток и имеющий ВИД продолжения сливной планки. [c.253] На тарелках с перекрестным током газа и жидкости, диаметр которых меньше 0,8 м, особенно при средних и малых расходах жидкости, и в колоннах любого диаметра при очень малых расходах жидкости желательно предусматривать защищенный перелив, т. е. на некотором расстоянии от сливной планки устанавливать перегородку, предотвращающую выбросы паром вспененной жидкости. При большом диаметре тарелок или при больших расходах жидкости защищенный перелив заметно уменьшает производительность аппарата. [c.253] При конструировании сегментного переливного устройства не следует предусматривать опорного кольца над переливом. Подобная конструкция часто встречается в опытных колоннах или при замене тарелок в колоннах, в которых опорное кольцо под тарелку размещено по всей окружности корпуса колонны. [c.253] Максимальное отклонение сливной нланки от горизонтали не должно превышать 3 мм на 1 м длины. В основании сливного устройства предусматриваются дренажные отверстия диаметром 10—16 мм, площадь которых должна составлять не более 0,01% площади сливного кармана. [c.253] Рассмотрим основные направления усовершенствования конструкций переливных тарелок, направленные па увеличение производительности колонн по газу или жидкости и повышение эффективности массопередачи. [c.253] 1Я высокопроизводительных конструкций контактных устройств, в том числе и с установленными между тарелками специальными отбойными элементами, характерно большое свободное сечение для прохода газа. При свободном сечении порядка (25— 30) % конструкция контактных устройств уже не оказывает заметного влияния на производительность колонны, т. е. колонны с разными конструкциями тарелок при большом свободном сечении имеют примерно одинаковую производительность. Промышленные испытания этих тарелок показали, что эффективность их остается практически такой же, как и у тарелок с малым свободным сечением, но диапазон устойчивой и эффективной работы значительно уменьшается. Для сохранения высокого диапазона устойчивой работы высокопроизводительных тарелок часть их свободного сечения закрывают клапанами. К подобным конструкциям относятся ситчато-клапанные тарелки, тарелки из 5-образ-ных элементов с клапанами и т. д. [c.254] Для увеличения производительности контактных устройств по жйдкости применяют специальные многопоточные конструкции тарелок с большой плош,адью переливов и тарелки с двумя зонами контакта фаз. Целый ряд специальных конструктивных решений для переливных устройств (наклонные переливные планки, эжектирующие элементы для вытекающей из перелива жидкости, устройства для дегазации жидкости непосредственно в переливе и т. д.) также способствуют повышению производительности колонн но жидкости. [c.254] Увеличение эффективности массопередачи на контактных устройствах с переливами в первую очередь достигается за счет улучшения гидродинамической обстановки устранения продольного перемешивания потоков и различных видов продольной и поперечной неравномерностей в их работе (застойных зон, байпасных и циркуляционных потоков, неравномерного распределения газа по сечению колонны и жидкости по длине слива) устранения провала жидкости на нижележащую и уноса жидкости на вышележащую тарелки. В связи с этим используют поперечное или продольное секционирование потока жидкости специальными перегородками высотой не более переливной планки с расстоянием 150—200 мм друг от друга и с зазором по отношению к полотну тарелки 10—15 мм. Для предотвращения провала жидкости перед контактными элементами на выходе из перелива рекомендуется устанавливать отражательную перегородку высотой 10— 15 мм, которая должна гасить энергию поступающей на тарелку жидкости и способствовать более равномерному ее распределению по длине слива. Провал жидкости уменьшается также при групповом креплении клапанов. [c.254] Беспереливные тарелки. Беспереливные (провальные) тарелки, как уже было отмечено ранее, представляют собой перфорированный щелями или отверстиями горизонтальный лист, перекрывающий все сечение колонны. [c.255] Вернуться к основной статье