3 Колонные аппараты тарельчатого типа

В аппаратах колонного типа, применяемых в химической технологии, нефтепереработке и нефтехимии, для контактирования потоков пара (газа) и жидкости используется тарелки различных конструкций, отличающиеся рабочими характеристиками и технико-экономическими показателями.

При оценке тарелок во внимание принимают следующие показатели [2] :

- производительность;

- гидравлическое сопротивление ∆P;

- эффективность η при разных рабочих нагрузках;

-диапазон рабочих нагрузок в условиях достаточно высокой эффективности;

-сопротивление одной тарелки (∆P/η) при различных рабочих нагрузках ;

-возможность работы в средах, склонных к полимеризации;

-простота конструкции, проявляющиеся в трудоёмкости изготовления, монтажа и ремонта;

-металлоёмкость, стоимость.

Тарелок универсальных конструкций не существует, поэтому для оценки достаточно иметь данные по первым четырём показателям. Если они примерно одинаковы, анализируют остальные.

При выборе типа тарелки учитываются нагрузки по паровому и жидкому потокам. В общем случае можно считать, что при ректификации вакуумные колонны характеризуются малыми нагрузками по жидкости (малые объёмные расходы жидкости) и большими нагрузками по пару (высокие линейные скорости пара); атмосферные колонны - умеренными нагрузками по пару и жидкости; колонны, работающие под давлением, -малыми нагрузками по пару и большими по жидкости. Особенно велики нагрузки по жидкости в абсорберах и десорберах .

Для вакуумных и многотарельчатых колонн основную роль играет сопротивление аппарата при соответствующей эффективности (сопротивление одной тарелки). Поэтому для вакуумных колонн может оказаться целесообразным применение тарелок с относительно невысокой эффективностью и низким гидравлическим сопротивлением, обеспечивающие малую величину (∆P/η).

3.1 Классификация контактных тарелок

В литературе [1,2,3,5,8] широко используют две классификации контактных тарелок: по организации движения пара (газа) и жидкости (рисунок 3.1) и по характеру взаимодействия фаз (рисунок 3.2).

В зависимости от диаметра аппарата тарелки выполняют со сплошным полотном и разборной конструкции [8,12,16,17,19].

При сравнительно небольших диаметрах аппаратов применяют тарелки неразборной конструкции со сплошным полотном. На таких тарелках для ремонта предусматривают в полотне люки. Люк размещают с учетом схемы расположения контактных элементов. Крышку такого люка изготовляют с контактными элементами и размещают заподлицо с полотном тарелки на опорном кольце.

Рисунок 3.1-Классификация контактных тарелок по организации движения пара и жидкости

Рисунок 3.2- классификация тарелок по характеру взаимодействия фаз

Тарелки разборной конструкции собирают из отдельных полотен, ширина которых позволяет заносить их в колонну через люки. Полотна размещают на опорных балках. Для соединения полотен используют прижимные планки, струбцины, клиновые соединения (рисунок 3.3). Вертикальная полка уголка и ребро, полученное отгибом одной из кромок полотна, увеличивают жесткость полотна тарелок. Герметичность соединений обеспечивают установкой прокладок.

1 — полотно, 2 — прокладка, 3 — планка, 4 — прижимный уголок, 5 — клин, 6 —скоба

Рисунок.3.3 -Варианты крепления секций полотна тарелки:

Существуют различные конструкции крепления полотна тарелки к корпусу (рисунок 3.4). Полотно приваривают сплошным сварным швом к опорному уголку или применяют разборные соединения на прокладках или с набивкой в виде сальника.

а б в г

а — сваркой; б — на прокладке с прижимной планкой сверху; прокладке со струбциной; г — на сальнике с набивкой

Рисунок. 3.4 Варианты крепления полотна тарелки к корпусу

Для удобства монтажа и ремонта тарелок расстояния между ними обычно принимают не менее 450 мм, а в местах установки люков в корпус колонны — не менее 600 мм

Если конструкция тарелки не обеспечивает сток жидкости при остановке колонны, то в полотне тарелки, а также в сливных карманах выполняют специальные отверстия диаметром 8….10 мм. Отверстия в полотне тарелки следует располагать по возможности ближе к сливному устройству.