Нерегулярные (насыпные) насадки

В качестве нерегулярных насадок используют твердые тела различной формы, загруженные в корпус колонны в навал. В результате в колонне образуется сложная пространст­венная структура, обеспечивающая значительную поверхность контакта фаз.

Среди насадок, засыпаемых в навал, широкое распространение полу­чили кольца Рашига, представляющие собой отрезки труб, высота которых равна наружному диаметру (рис. 4.1, а). Низкая стоимость и простота изготовления колец Рашига делают их одним из самых распространенных типов насадок. Наряду с гладкими цилиндрическими кольцами из металла, керамики или фарфора разработаны насадки с ребристыми наружной и (или) внутренней поверхностями. Для интенсификации процесса массообмена разработаны конструкции цилиндрических насадок с перегородками: диаметрально расположенными, крестообразными или выполненных в ви­де лопастей (рис. 4.1, б). По сравнению с другими типами насадок коль­ца Рашига обладают относительно невысокой производительностью и сравнительно высоким сопротивлением.

Промышленное использование в настоящее время нашла одна из раз­новидностей кольцевых насадок — кольца Палля (рис. 4.1, в). При изго­товлении таких колец на боковых стенках сделаны два ряда прямоуголь­ных, смещенных относительно друг друга надрезов, лепестки которых отогнуты внутрь насадки. Конструкция колец Палля по сравнению с кольцами Рашига позволяет при их близких геометрических параметрах в 1,2 раза увеличить пропускную способность, в 1,6-4 раза снизить гид­равлическое сопротивление и почти на 25% увеличить ее эффективность.

На рис. 4.1, г приведена насадка Ну-Рак (Хай-Пек), разработанная фирмой "Norton". Она представляет собой цилиндрические кольца, на бо­ковой поверхности которых также выполнены отверстия, но в отличие от колец Палля каждый лепесток кроме того разрезан вдоль и отогнут внутри кольца в противоположные стороны. Боковая поверхность элемента имеет три кольцевых ребра жесткости, что обеспечивает определенный зазор между кольцами в слое и увеличивает долю свободного объема. Во внут­ренней полости колец Ну-Pak происходит турбулизация парового потока и интенсивное дробление жидкости, что позволяет по сравнению с кольцами Палля при близких гидродинамических показателях увеличить интенсив­ность массообмена на 10—30%.

Рисунок 4.1 Нерегулярные (насыпные) насадки:

а — кольца Рашига; б — кольца Рашига с перегородками; в — кольца Палля; г — кольца Ну-Рак фирмы "Norton"; д — полукольца Levapak; e — кольца Cascade Mini-Rings фирмы "Glitsch"; ж — седла Берля; з — седла Инталлокс; и — седла Инталлокс фирмы "Norton".

На рис. 4.1, д показана насадка Levapak усовершенствованной кон­струкции, выполненная из колец, разрезанных по образующей на две час­ти, каждая из которых имеет два или три ряда отверстий с язычками раз­ной длины, отогнутыми в смежных рядах в разные стороны. Такая насадка образует слой с равномерно распределенной порозностью и насыпной плотностью, что способствует более равномерному распределению жидкос­ти в слое. Боковые кромки элементов насадки имеют зубцы, что также способствует дополнительному дроблению и турбулизации потоков. Насад­ка Levapak превосходит кольца Палля по эффективности массопередачи в среднем на 27 % и имеет более низкое (на 23 %) гидравлическое сопротив­ление.

На рис. 4.1, e показана насыпная насадка Cascade Mini-Rings фир­мы "Glitsch". На боковой стенке таких колец выполнен один ряд просечек, лепестки отогнуты внутрь кольца. При загрузке элементов насадки в аппа­рат осуществляется принцип автоориентации, т.е. кольца в слое ориенти­руются предпочтительно в открытом для потока паров положении, что обеспечивает равномерное распределение потока жидкости по поверхнос­ти насадки, высокую пропускную способность и малое гидравлическое со­противление.

Основным отличием седлообразных насадок от цилиндрических явля­ется их высокая способность к перераспределению потоков жидкости по сечению аппарата. Седла Берля (рис. 4.1, ж), поверхность которых пред­ставляет гиперболический параболоид, по сравнению с кольцами Рашига при одинаковых размерах насадочных тел имеют примерно на 25% боль­шую удельную поверхность и обладают меньшим гидравлическим сопро­тивлением.

Насадка (рис. 4.1, з), известная как седла Инталлокс, является сего­дня наиболее распространенной керамической насадкой. Поверхность ее представляет часть тора. Седла Инталлокс по сравнению с седлами Берля проще в изготовлении, обладают большей механической прочностью, обес­печивают большую однородность размещения насадки и не создают пред­почтительных путей для протекания жидкости.

Особое место среди седловидных насадок занимают металличе­ские седла Инталлокс фирмы "Norton" (рис. 4.1, и), образованные дугообразной отбортованной полоской с выштампованной перегород­кой и отогнутыми внутрь лепестками. Опыт эксплуатации промышлен­ных аппаратов показал, что эта насадка обеспечивает высокую эффек­тивность даже при низких нагрузках, хорошее самораспределение жидкос­ти, механическую прочность, небольшую массу и давление на стенку аппа­рата.

Загрузку насадок в навал осуществляют одним из приведенных на рис. 4.2, а—б способов. Более равномерное распределение жидкости по сече­нию колонны обеспечивает способ загрузки, показанный на рис. 4.2, в.

Рисунок 4.2 Схемы способов засыпки насадки в колонну:

а — слой, засыпанный по центру колонны; б — слой, засыпанный от стенок колонны; в — дополнительная засыпка до горизонтального уровня.

Поиск по сайту: