|
Колонны с клапанными тарелками
Клапанные тарелки представляют собой конструкцию, имеющую продолговатые щели или круглые отверстия. Щели прикрываются пластинчатыми клапанами, а отверстия – круглыми. Схематично виды клапанных тарелок представлены на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Конструкции клапанных тарелок: а) типа «Глитч», б) типа «Флексирей».
В отличие от колпачковых тарелок, работающих при неизменном расстоянии между элементами, клапанные тарелки могут работать в динамическом режиме. То есть при увеличении расхода клапан приподнимается и появляется возможность открытия большего сечения прохода для пара. Схема работы клапана указана на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 - Схема работы клапана тарелки при нагрузках: а) малых, б) средних, в) больших.
Преимущества клапанных тарелок:
равномерное распределение пара по тарелке;
небольшая масса;
простая конструкция тарелки.
Все эти преимущества делает применение клапанных тарелок перспективным.
Колонны с ситчатыми тарелками
Колонны с колпачковыми тарелками работают стабильно, но имеют существенный недостаток: при проведении ремонта такой колонны или при переходе на режим с другой жидкостью очень трудно освободить тарелки от слоя жидкости на них.
В колоннах с ситчатыми тарелками ремонт и смена режима гораздо проще.
Колонны этого типа состоят из вертикального цилиндрического корпуса с горизонтальными тарелками, в которых равномерно по всей поверхности просверлено значительное число мелких отверстий. Для слива жидкости и регулирования ее уровня на тарелке служат переливные трубки. Нижние концы трубок погружены в стаканы, находящиеся на лежащих ниже тарелках, и образуют гидравлические затворы.
Схема работы ситчатой тарелки приведена на рисунке 2.5.
Газ (пар) проходит в отверстия тарелки и распределяется в жидкости в виде мелких струек; лишь на некотором расстоянии от дна тарелки образуется слой пены и брызг – основная область массообмена и теплообмена на тарелке.
В определенном диапазоне нагрузок ситчатые тарелки обладают большей эффективностью, чем колпачковые. Однако, допустимые нагрузки по жидкости и пару для ситчатых колонн относительно невелики. При слишком малой скорости газа (0,1 м/сек) жидкость просачивается через отверстия и в связи с этим резко уменьшается к.п.д. тарелки.
Ситчатые колонны эффективно работают только при определенных скоростях ректификации, и регулирование режима их работы затруднительно. В случае внезапного прекращения поступления газа (пара) или значительного снижения его давления тарелки ситчатой колонны полностью опоражниваются от жидкости и для достижения заданного режима процесса требуется вновь запустить колонну.
Рисунок 2.5 - Схема устройства колонны с ситчатыми тарелками. 1 – корпус, 2 – ситчатая тарелка, 3- переливная трубка, 4 – стакан.
Чувствительность к колебаниям нагрузки, а также загрязнениям и осадкам, которые быстро забивают отверстия тарелки, ограничивают область использования ситчатых колонн. Их применяют главным образом для ректификации спирта и жидкого воздуха (кислородные установки).
Колонны с провальными тарелками
За последние годы в химической технологии для осуществления контакта между газом (паром) и жидкостью находят применение колонны с ситчатыми провальными (дырчатыми) тарелками без специальных переливных устройств. По сравнению с другими конструкциями эти колонны отличаются высокой производительностью, более низкой стоимостью изготовления и монтажа, сравнительно небольшим сопротивлением и др.
Отличительной особенностью тарелок в этих колоннах является то, что газ (пар) и жидкость проходят в них противотоком через одни и те же отверстия и щели, в результате чего на тарелке образуется дисперсная система, состояние которой зависит от ряда факторов: линейной скорости газа (пара, геометрических размеров тарелки, физических свойств фаз и др.
Исследования работы колонн с провальными тарелками показали, что при некотором определенном гидродинамическом режиме они имеют максимальную эффективность. Такой гидродинамический режим мы называем оптимальным.
К провальным тарелкам, кроме вышеперечисленных, относят решетчатые, колосниковые, трубчатые виды тарелок.
Решетчатые тарелки отличаются простотой конструкции и высокой эффективностью. Для увеличения эффективности в тарелке делают щели разной ширины. Расположены они неравномерно по сечению колонны. На тарелках при небольших расходах сырья будут работать в основном узкие щели. При увеличении нагрузки в работу будут вовлекаться и остальные щели.
Наибольшую эффективность показали тарелки, составленные комбинированием различных видов тарелок, в результате которых появились простые в эксплуатации и высокоэффективные виды тарелок, например, решетчато-ситчатые.
Do'stlaringiz bilan baham: |
