Ильясов С.Г. Процессы и аппараты упаковочного производства

Подождите немного. Документ загружается.

(рис.

16-•'0,

я)

состои

т в

том,

что

клапа

н 2,

свобо

дно

лежащ

ий над

отверс

тием в

тарелк

е 1, с

измен

ением

расхо

да

газа

увели

чивает

подъе

м и

соотве

тствен

но

площа

дь

зазора

между

клапан

ом и

плоскостью тарелки для прохода

газа. Поэтому скорость. газа в

этом зазоре,

Жидкость

оофоо

о oo о

{

-----------------------------

____

{

^ U- I

• — —

Рис. 16-20.

Устройство

клапанных

тарелок.

а две

соседние

гарслки е

круглыми

клапанами;

С> принцип

работы

клапана; 1

тарелка; 2-

клапан; 3

перегонная

перегородка с

порогом; 4

гидравлическ

ий затнор; 5

корпус

колонны 6 -

диск клапана;

ограничшели

подъема

клапана; «

крутые

клапаны е

верхним

О1раничи-

телем (/) и с

балластом

(//): /

дисковый

клапан; 2

О1раничитед|

>; 3 балласт

а значит и

во входе в

слой

жидкости

на тарелке,

остается

приблизит

ельно

постоянно

й, что

обеспечива

ет

неизменно

эффектив

ную

работу

гарелки.

Гидравлич

еское

соп

рот

ивл

ени

гар

елк

пр

это

уве

ли

чи

вае

тся

нез

нач

ите

льн

о.

Вы

сот

по

дъе

ма

кла

па

на

оп

ред

еля

етс

вы

сот

ой

огр

ан

ич

ите

ля

(ри

с.

16-20,6) и обычно не превышает 6-8 мм. Диаметр отверстий

под клапаном составляет 35-40 мм. а диаметр самого

клапана 45-50 мм.

Разновидностью этих тарелок являются тарелки с

прямоугольными клапанами (рис. 16-21 и 16-22). Принцип их

действия аналогичен принципу действия тарелок с круглыми

клапанами, основное же отличие заключается в том, что на

тарелке с прямоугольными клапанами 2 часть кинетической

энергии газа используется для ускорения скорости жидкости

вдоль тарелки.

К достоинствам клапанных тарелок следует отнести

прежде всего их гидродинамическую устойчивость и высокую

эффектив ность в широком интервале изменения нагрузок по

газу. К недостаткам этих тарелок относятся их повышенное

гидравлическое сопротивление, обусловленное весом клапана, и

усложненная конструкция тарелки.

Пластинчатые тарелки. В отличие от рассмотренных выше

таре лок эти тарелки работают при однонаправленном

движении фа (рис. 16-23). На пластинчатой тарелке жидкость,

движение которой показано на рисунке сплошными стрелками,

поступает с вышележа щей тарелки в гидравлический затвор / и

через переливную перего родку 2 попадает на тарелку 3

состящую из ряда наклонны пластин 4. Дойдя до первой

щели, образованной наклонными

Рис. 16-21.

Устройство

прямоугольного

клапана:

/прорези в

тарелке; 2 клапан

(а при малом; 6, 6'

при среднем; «

при большом

расходе газа); 3-

ограничительные

скобы

пластинами,

жидкость

встречается с

газом

(пунктирные

стрелки),

который с

большой

скоростью

(20-30 м/с)

проходит

сквозь щели.

При этом

происходит

частичное

диспергирова

ние жидкости

газовым

поток

ом и

отбра

сыван

ие ее

следу

ющей

щели,

где

проце

сс

взаим

одейс

твия

фаз

повто

ряетс

я.

Поэто

му на

такой

тарел

ке

жидко

сть с

больш

ой

скоро

стью в основном в виде капель движется от переливной

перегородки 2 к сливному карману 5. На пластинчатых тарелках нет

необходимости в установке переливного порога у кармана 5, что

уменьшает их гидравлическое сопротивление.

I'm. 16-22. Устройство и действие прямоточных клапанов:

клапан в закрытом и открытом по ходу жидкости состояниях (стрелками показано

иннравление движения жидкости на тарелке); в схема работы двух поточных клапанно-

прямо-

....1ых тарелок при максимальных расходах газа: / nqv miun.ie перегородки; 2-

клапаны:

пворные планки; 4 корпус колонны; 5, 6-отверсшн н ырслках; 7 основание тарелки

Жидкость

/A t —С Жадность

/zir-^fr*

------

/ ,/Л IV V f^

Жидкость

Рис. 16-23.

Устройство

пластинчатых

тарелок:

/ гидравлический

$атвор; 2

переливная

перегородка; 3

пластины; 4

сливной карман

Рис. 16-24.

Устройство и

действие

чешуйчатых

тарелок:

а схема потоков i

ача (пунктир) и

жидкое!и

(сплошные

стрелки) на

тарелках; 6 чипы

чешуек

(арок)

Таким

образом,

пластинчаты

е тарелки

работают в

иных, чем ни

рассмотренн

ых выше

тарелках,

гидродинами

ческих

условиях:

жид кость на

тарелке

становится

дисперсной

фазой, а газ-

сплошной

Такой

гидродинами

ческий

режим может

быть назван

капельным',

он

позво

ляет

созда

вать

боль

шие

нагру

зки

по

жидк

ости

газу в

коло

н нах

пласт

инча

тыми

тарел

ками.

досто

инств

ам

пласт

инча

тых

тарел

ок

относ

ятся

доста

точн

низко

гидра

вличе

ское

сопро

тивле

ние,

боль

шие

допус

тимы

е нагруз ки по жидкости и газу, небольшой расход материала на

их изготон ление. Недостатками пластинчатых тарелок

являются сложное и. подвода и отвода теплоты, невысокая

эффективность при низких нагрузках по жидкости и др.

Разработаны другие конструкции тарелок с однонаправленным

движением фаз, например чешуйчатые (рис. 16-24), принцип дейсч

вия которых аналогичен работе пластинчатых тарелок.

Колонны с тарелками без сливных устройств. В тарелке

сливных устройств (рис. 16-25) газ и жидкость проходят через

одни

Рис. 16-25.

Устройство

колонны и

провальных

тарелок:

а колонна с

провальными

тарелками: о

две соседние

дырчашс

провальные

тарелки (/

колонна; J

КфСЛКИ)

и те же

отверстия

или щели.

При этом

одновреме

нно с

взаимодейс

твием фаз

на тарелке

происходи/

сток

жидкости

на

нижераспо

ложенную

тарелку

«провалив

ание»

жидкости.

Поп ому

тарелки

такого

типа часто

называю!

провальны

ми.

Конструкц

ии (типы)

провальны

х тарелок

представле

ны на рис.

16-26.

Г и д р

о д и н а м и ч

е с к и е

р е ж и м ы

р а б о т ы

п р о в а л ь н

ы х т а - I ре

л о к

специфичн

ы тем, что

нормальная

их

раб

ота

воз

мож

на

{то

льк

пос

ле

дос

тиж

ени

опр

еде

лен

ной

ско

рос

ти

газа

(рис

. 16-

27).

При

низ

ких

ско

рос

тях

газа

жид

кост

ь на

таре

лке

не

заде

ржи

вает

ся

(ско

рос

ть

газа

до

точ

ки

на

рис. 16-27), так как мала сила трения

на поверхности контакта жидкости и газа. При достижении

скоро-•сти газа, соответствующей точке А, происходит

скачкообразное [увеличение АЛ так как на поверхности

тарелки появляется слой жидкости, и она вступает в режим

работы, который продолжается при скоростях газа до точки

С. При этом на тарелке могут Возникать рассмотренные

выше гидродинамические режимы (образование режимов

зависит от ряда факторов размеров отверстий Или щелей в

тарелке, расходов жидкости и др.). При скорости газа,

соответствующей точке С и выше, может ночникнуть перелом

на Графике зависимости AP=f(w)

который объясняется резким

возрастанием количества жидкости на тарелке -. при котором

наступает заахлебывание тарелки. При небольших расходах

жидкости, боль-

Рис. 16-26. Типы

провальных

тарелок:

а дырчатая (в

плане); б-

решетчатые (в

плане); в

волнистая (в

продольном

сечении); .' труб-

чатые (в плане); /

щели; 2 трубы; 3

перфорированный

лист; 4

коллекторы

шом

свободном

сечении

тарелки и

большом

диаметре

отверстия

или размере

щели

гидравлическ

ое

сопротивлен

ие тарелки

увеличиваетс

я монотонно,

но при этом

существенно

возра

стает

брызг

оунос

Скор

ости

газа,

соотв

етств

ующ

ие

начал

работ

прова

льны

тарел

ок и

их

захле

быва

нию,

можн

опред

елить

по

следу

ющем) уравнению:

)4exp( XAY 

(16.23)

Дырчатые тарелки (см. рис. 16-26, а) аналогичны по

конструкции ситчатым тарелкам, но отличаются от них

отсутствием сливных устройств. Диаметр отверстий в этих

тарелках обычно

Рис. 16-27. Зависимость гидравлического сопр<

тивления провальной тарелки от скорости гам в

колонне

Охлам -

дающи

й агент

4- 10 мм,

иногда до

15-20 мм,

что

позволяет

существенно

увеличить

нагрузки по

жидкости и

газу при

незначительн

ом

гидравличес

ком

сопротивлен

ии.

Суммарная

площадь

свободного

сечения Fсв

= 10 -=- 15%,

а в тарелках с

dэ — 20 -f- 25

мм эта

величина

может быть

существенно

большей. В

таком случае

диапазон

устойчивой

работы

тарелок

незначителен

. Величина А

в уравнении

(16.23) для

нижнего

предела

работы

тарелок

составляет

2,95, для

верхнего- 10.

Решетча

тые тарелки

имеют, как

правило,

выштампова

нные щели

шириной 38

мм

(см.

рис.

16-

26,6).

Вели

чины

А в

урав

нени

(16.2

для

нижн

его и

верхн

его

преде

лов

их

работ

такие

же,

как

для

дырч

атых

тарел

ок.

олни

стые

тарел

ки

изгот

овля

ют

гофр

иров

ание

мета

ллич

еских

листо

в с

отвер

стия

ми

(см. рис. 16-26, в). В этих тарелках слив жидкости в основном

происходит через отверстия в нижних изгибах тарелки, a газ

проходит в основном через ее верхние изгибы. Такое устройство

провальных тарелок увеличивает интервал их устойчивой работы,

однако они сложнее в изготовлении и монтаже, чем дырчатые и

решетчатые тарелки.

Трубчатые тарелки обычно изготовляют в виде решетки из

ряда параллельных труб (см. рис. 16-26, с*), присоединенных к

коллектору. Эти тарелки целесообразно применять при

необходимости подвода теплоты к жидкости или ее отвода. Для

нижнего предела работы трубчатых тарелок величина А = 4, для

верхнего А = 16. К недостаткам трубчатых тарелок следует

отнести сложность изготовления и монтажа, большой расход

металла.

Поскольку дырчатые и решетчатые тарелки просты по

устройст-ву и монтажу, обладают низким гидравлическим

сопротивлением и другими достоинствами, то они более

широко применяются и промышленности по сравнению с

другими провальными тарелками.

5.2.5.4. Распыливающие абсорберы

В распыливающих абсорберах контакт между фазами достигается

распыливанием или разбрызгиванием жидкости в газовом потоке.

Эти абсорберы подразделяют на следующие группы: 1) полые

(форсуночные) распыливающие абсорберы, в которых

жидкость распыляется на капли форсунками; 2) скоростные

прямоточные распыливающие абсорберы, в которых распыление

жидкости осу-.ществляется за счет кинетической энергии

газового потока; ) механические распыливающие абсорберы, в

которых жидкость распыляется вращающимися деталями.

Полые распыливающие абсорберы (рис. 16-28)

представляют собой полые колонны. В этих абсорберах газ

движется снизу вверх а жидкость подается через расположенные

в верхнсй части колонны 1 форсунки 2 с направлением факела

распыла обычно сверху вниз. Эффективность таких абсорберов

невысока что обусловлено перемешиванием газа по высоте

колонны и плохим запол

Жидкость

аз

Газ

Жидкость

г Жидкость

Газ

Жидкость

N. Устройство бесфорсуночного абсорбера Вентури:

к иней жидкости; 6с пленочным орошением; 1 конфузоры; 2 горловины; 3-диффу-

i • / сепараторы; 5 циркуляционная труба; 6 гидравлический затвор

ся абсорбер Вентури (рис. 16-29), основной частью которого являет-

ся груба Вентури (см. разд. 6.12). Жидкость поступает в конфузор 1,

течет в виде в виде пленки и в горловине 2 распыляется газовым

потоком. Затем жидкость газовым потоком выносится в диффузор

3, в кото-