4.2.3 Конструкции регулярных насадок

<=== Возврат к разделу 4.2
4.2.3 Конструкции регулярных насадок
Регулярная насадка отличается от нерегулярной меньшим гидравлическим сопротивлением и поэтому чаще всего используется для процессов вакуумной ректификации. К недостаткам аппаратов с регулярной насадкой
можно отнести их высокую чувствительность к равномерности орошения.
Простейшая регулярная насадка - плоскопараллельная - представляет
собой пакеты, набираемые из плоских вертикальных металлических пластин
толщиной 0.4-1.2 мм, расположенных параллельно с одинаковым зазором 1020 мм. Высота пакета пластин 400-1000 мм. Наружный диаметр пакета соответствует внутреннему диаметру колонны. Для повышения равномерности
распределения жидкости в колонне пакеты устанавливают один над другим
взаимно повернутыми на угол 45-90°. Эта насадка может устойчиво работать
нагрузках по газу F = 3.5-8 в широком диапазоне плотностей орошения (0.350 м3/м2/ч). В зависимости от производительности, высота насадки, эквивалентная одной теоретической ступени, колеблется в пределах 0.6-1.5 м при
гидравлическом сопротивлении 1 м насадки 70-300 Па. Недостатки этой
насадки - высокая металлоемкость, плохое перераспределение жидкости,
сравнительно низкая эффективность. Для устранения последнего недостатка
листы плоскопараллельной насадки выполняют с рифлением или с различными турбулизирующими элементами. Так, насадка конструкции ЛТИ им.
Ленсовета (рисунок 4.17а) состоит из вертикальных, параллельно расположенных листов, имеющих поперечные окна с отогнутыми лепестками, причем соседние по высоте лепестки отогнуты в противоположные стороны. Газ,
поднимаясь по колонне, проходит через окна, многократно меняя направление движения при ударе о лепестки. Жидкость, стекая по насадке с лепестка
на лепесток, распыляется восходящим газовым потоком.
Основное преимущество гофрированной насадки (рисунок 4.17б), состоящей из вертикальных металлических листов с рифлением, по сравнению
с плоскопараллельной насадкой - меньший унос жидкости, т.к. гофрированная насадка беспровальна. Зазоры между листами обеспечивают дистанциоными планками (рисунок 4.17в), установленными вертикально на расстоянии
250 мм одна от другой, к которым листы насадки привариваются точечной
сваркой. Разновидностью гофрированной насадки является Z-образная
насадка, которую изготавливают из перфорированного листа (рисунок 4.17г).
По основным технологическим параметрам эта насадка на 15- 20 % превосходит плоскопараллельную.
Щелевая, или сотовая насадка (рисунок 4.17д) образована из гофрированных вертикальных листов так, что по высоте пакета образуются изолированные вертикальные каналы. Листы соединены в пакеты высотой 400-1000
мм точечной сваркой. К преимуществам этой насадки относятся значительно
более высокая (в 2-3 раза), чем плоскопараллельной насадки, удельная поверхность, а также возможность нагревать или охлаждать контактирующие
фазы, поскольку
каналы,
образованные
гофрами,
пригодны
для подачи в них
теплоносителя
или хладагента.
Хорошие
характеристики
имеют
насадки из
проволочной сетки.
Примером
могут
Рисунок 4.17 Регулярные насадки
служить
а) конструкция ЛТИ; б), в) гофрированная; г) Z-образная; д) сотовая;
насадка
е) насадка Гудлоу; ж) насадка "Зульцер"; з) насадка "Роли-пак"
Гудлоу и
насадка "Зульцер" - пакеты свернутой в рулон гофрированной проволочной
сетки (диаметр проволоки 0,1 мм), высота пакета насадки 100-200 мм (рисунок 4.17е,ж).
В последние годы за рубежом разработаны новые высокоэффективные
насадки, способные работать при плотности орошения до 200 м 3/м2/ч и при
нагрузках по газу F = 5-8. Эти насадки обеспечивают значительное (до 5-6)
число теоретических ступеней на 1 м высоты и небольшое гидравлическое
сопротивление (до 150 Па на 1 м высоты). Примером может служить насадка
"Роли пак", образованная ярусами наклонных листов с прорезями (рисунок
4.17з). В таблице 4.1 дана сравнительная характеристика различных насадок.
Таблица 4.1 Основные характеристики насадок различных типов
Тип насадки
Гидравлическое
Производительность Эффективность
сопротивление
Кольца Рашига
1
1
1
(25х25 мм)
Кольца Палля (25х25
1.4-1.5
1-1.25
0.7-0.75
мм)
Седла Берля
1.08-1.25
1.11
0.6-0.7
Седла "Инталокс"
1.2-1.4
1.3
0.45-0.5
Насадка Гудлоу
1.15-1.2
3.5
0.13
Насадка "Роли пак"
до 2
4.5
0.25-0.45
Регулярную насадку используют в вакуумных стальных колонных аппаратах диаметром 400-3600 мм, предназначенных для разделения термически
нестойких и легко полимеризующихся органических смесей при остаточном
давлении рабочей среды 0.25-100 КПа и температуре от 0 до 300 °С.
При выборе типа аппарата, работающего при атмосферном или повышенном давлении, необходимо учитывать, что максимальная плотность орошения в аппаратах с нерегулярной насадкой достигает 300 м 3/м2/ч ( ~ на 30 %
больше, чем для аппаратов с регулярной насадкой). При небольших нагрузках по газу (F = 4-5) целесообразно использовать нерегулярную насадку. При
больших нагрузках следует использовать регулярную насадку с каналами,
обеспечивающими преимущественный проход газовой фазы.
<=== Возврат к разделу 4.2