 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Ректификационные аппараты
В зависимости от внутреннего устройства ректификационные аппараты классифицируются:
1. тарельчатые,
2. насадочные,
3. плёночные,
4. роторные,
5. инжекционно - струйные,
6. центробежные и др.
Наиболее распространены тарельчатые и насадочные колонны.
Типы тарелок:
а) Со сливными устройствами:
1. колпачковые,
2. клапанные,
3. S – образные,
4. ситчатые,
5. туннельные и др.
б) Провального типа:
1. решетчатые,
2. дырчатые,
3. трубчатые,
4. волнистые и др.
Конструкции некоторых тарелок представлены на рис. 145-156 (данные МКТИ).
Схемы насадочной колонны и варианты расположения дефлегматора и кипятильника представлены на рис. 157-159. Некоторые типы насадок представлены на рис. 160. Наиболее широко применяется насадка в виде фарфоровых колец Рашига.
Тарелка внутри колонны представляет собой как бы отдельный небольшой массообменный аппарат. Каждая тарелка имеет свою движущую силу процесса, которая по массообмену стремится к нулю. Чтобы компенсировать это уменьшение, создают максимально возможную поверхность контакта фаз, обычно в виде пены. Для примера на рис.161 показаны режимы работы ситчатой тарелки в зависимости от массовой скорости пара.
Рис.161. Гидродинамические режимы работы ситчатой тарелки.
1-дождевания, 2-барботажный, 3-пенный, 4-унос.
см. следующую страницу
Рис. 145. Детали устройства и крепления одного изтипов нормализованных колпачковых тарелок.
(начало - см. предыдущую страницу).
Рис.146. Капсульные колпачки по ГОСТ 9634-75.
Рис.147. Устройство тарелок с S-образными элементами: а - две соседние тарелки; б - примерные размеры элементов промышленных колонн (толщина листа 3 мм).
Рис.148. Тарелка (а) с направленным током жидкости вдоль туннельных колпачков с прорезями и отгибами специальной формы, еёконтактный элемент (б) и направление движения жидкости (а).
Рис.149. Некоторые типы переливных устройств тарельчатых колонн:
а - однопоточное устройство со сливными перегородками (1);
б - двухпоточное устройство со сливными перегородками (1);
в - устройство для радиального направления жидкости с переливными трубами (2);
г - устройство для кругового направления жидкости с переливными трубами (2).
Рис.150. Однопоточные колпачковая (а) в клапанная (б) тарелки.
Рис.151. Две верхние тарелки колонны с капсульными колпачками.
1.Штуцер для выхода газа (пара); 2.Переточная перегородка;
З. Переточный порог. 4.Штуцер для входа жидкости. 5.Колпачок.
Рис.152. Тарелка с прямоточными клапанами по ГОСТ 16452-70.
1.Полотно тарелки. 2.Опорная полка. 3.Сливная перегородка. 4.Планка, регулирующая уровень жидкости на тарелке. 5.Сегмент переточного кармана.
6. Клапан. 7.Сегмент кармана для вывода жидкости.
Рис. 153. Прямоугольный клапан.
1.Прорезь в тарелке. 2.Клапан (а - при малом; б - при среднем;
в - при большом расходе газа). 3.Ограничительные скобы.
Рис.154. Устройство и действие прямоточных клапанов.
а, б, в - клапан в закрытом, открытом против и по ходу жидкости состояниях соответственно
(стрелками показано направление движения жидкости на тарелке); г - работа двухпоточных клапанно-прямоточных тарелок при максимальных расходах газа /пара/.
1.Переливные перегородки. 2.Клапаны. 3.Затворные планки. 4. Корпус колонны. 5,6.Отверстия в тарелках. 7.Полотно тарелки.
Рис. 155. Один из нормализованных способов крепления решетчатых тарелок в колоннах диаметром 800-3000 мм.
Рис.156. Внешний вид сборной решетчатой тарелки.
t2 — не менее 10 мм;
t3 — не менее 36 мм для аппарата диаметром до 600 мм, а свыше 600 мм —42 мм.
Рис. 157. Насадочная колонна.
1.Корпус. 2.Опорные решетки. 3.Ввод исходной смеси. 4.Распределитель флегмы. 5.Перераспределитель. 6.Насадка. 7.Кипятильник. 8.Штуцер для слива жидкости. 9.Люки для загрузки и выгрузки насадки.
Рис. 158. Варианты работы и расположения дефлегматоров:
а - с полной конденсацией и подачей флегмы самотеком; б - сполной конденсацией и подачей флегмы насосом;
в - с частичной конденсацией паров.
Рис.159. Варианты расположения кипятильников:
а-встроенный кипятильник,
б-выносной кипятильник.
Рис. 160. Некоторые фасонные насадки с большой долей свободного объема, используемые при ректификации под
вакуумом: -
а - кольца Рашига из проволочной сетки;
б - седло Инталокс из сетки;
в - сетчатая кубическая насадка;
г – металлические кольца Интос с ромбическими вырезами;
д - витые из проволоки насадки;
е - сетчатые полуцилиндры;
ж - жестяной полуцилиндр с мелкой перфорацией;
з - регулярная металлическая насадка;
и - регулярная насадка из ленты, свернутой в рулоны,
к - сборочный элемент регулярной насадки из проволочных сеток.
Из-за изменения состава скорость паровой смеси переменна внутри самой колонны, а тем более при смене нагрузки. Поэтому для оценки работы тарелки важное значение приобретает диапазон устойчивой работы
(130)
Ниже приводятся данные (130) для некоторых тарелок.
| Тарелка | Диапазон устойчивой работы |
| Клапанная | 3-4 |
| Колпачковая | 2-3.5 |
| Ситчатая | 1.5 |
| Решетчатая | 1.5-1.8 |
Для расчёта принимается максимальная скорость, которая определяется по формуле
(131)
Константа 
зависит от типа тарелки и расстояния между тарелками.
Аналогично гидродинамические режимы работы насадочной колонны определяются по зависимости ''перепад давления – скорость пара'', которая представлена на рис. 162.
Рис.162. Гидродинамические режимы работы насадочной колонны.
1-плёночный, 2-промежуточный, 3-подвисания, 4-эмульгирования, 5-унос.
Оптимальным считается режим эмульгирования, создающий наибольшую поверхность контакта фаз. Скорость пара для этого режима рассчитывается по формуле В.В. Кафарова
(132)
где 
- вязкость жидкости в 
.
Расчётная скорость 
(133)
Поиск по сайту: