- •Содержание
- •Основные обозначения
- •1 Классификация аппаратов колонного типа
- •1.2 Отбойные устройства колонных аппаратов
- •2 Колонные аппараты насадочного типа
- •2.1 Распределительные устройства насадочных колонн
- •2.1.1 Распределительные устройства для подачи жидкости
- •2.1.2 Распределители газа
- •2.2 Насадочные контактные устройства
- •2.2.1 Характеристика насадок
- •3 Колонные аппараты тарельчатого типа
- •3.1 Классификация контактных тарелок
- •3.2 Характеристика тарелок с переливными устройствами
- •3.2.1 Устройство и работа барботажной тарелки
- •3.2.2 Конструкции переливных устройств
- •3.2.2.1 Устройства ввода и вывода жидкости
- •3.2.3 Минимальная скорость перехода на беспровальный режим
- •3.2.4 Градиент уровня жидкости на тарелке
- •3.2.5 Захлебывание тарелок с переливными устройствами
- •3.2.6 Тарелки колпачкого типа
- •3.2.6.1 Тарелки с круглыми колпачками
- •3.2.6.2 Тарелки с s – образными элементами
- •3.2.7 Тарелки клапанные
- •3.2.8 Тарелки ситчатые
- •3.2.8.1 Тарелки ситчатые с отбойными элементами
- •3.2.8.2 Тарелки ситчато-клапанные
- •3.2.9 Тарелки с однонаправленным движением пара (газа) и жидкости
- •3.3 Характеристика тарелок провального типа
- •3.3.1 Решетчатые тарелки
- •3.3.2 Тарелки вихревого типа
- •3.4 Основы выбора типа тарелок
- •3.5 Технические характеристики тарелок
- •Колонные аппараты пленочного типа
- •5 Распыливающие аппараты колонного типа
- •5.1 Полые распыливающие аппараты
- •5.2 Скоростные прямоточные распыливающие аппараты
- •6.1.1.2 Движение жидкости
- •6.1.2 Двухфазное движение газа и жидкости через насадку
- •6.2 Гидродинамика аппаратов тарельчатого типа
- •6.2.1 Гидродинамика барботажных тарелок
- •6.2.2 Гидродинамика тарелок с переливными устройствами
- •6.2.2.1 Гидродинамика тарелки колпачкового типа
- •6.2.3 Гидродинамика тарелок провального типа
- •6.3 Гидродинамика аппаратов пленочного типа
- •6.3.1 Однофазное пленочное течение
- •6.3.2 Пленочное течение в двухфазном потоке
- •7.Гидродинамический расчет аппарата тарельчатого типа.
- •7.1 Гидродинамический расчет аппаратов тарельчатого типа
- •7.1.1 Расчет переливных устройств
- •7.1.2 Гидродинамический расчет тарелок с переливными устройствами
- •7.2. Расчет тарелок провального типа
- •8 Расчет сосудов и аппаратов колонного типа.
- •8.1Расчетные сечения.
- •8.2. Расчетные нагрузки и расчетная температура.
- •8.3 Сочетание нагрузок.
- •8.4 Корпус колонного аппарата.
- •8.5 Расчет элементов опоры колонных аппаратов.
- •9 Расчет опорных балок под тарелки и решетки.
- •1 Расчет на прочность колонны
- •1.9 Расчет нижнего днища Расчет аналогичен расчету верхнего днища.
- •2 Расчет колонны на ветровую нагрузку
- •10 Расчет опор колонных аппаратов на ветровую нагрузку и сейсмическое воздействие
- •11 Компьютерный расчет опор колонных аппаратов на ветровую нагрузку и сейсмические воздействия
- •Список использованных источников.
5 Распыливающие аппараты колонного типа
Распыливающие аппараты можно разделить на три группы [3, 5, 7] :
- полые (форсуночные) распыливающие аппараты, в которых движущийся газ встречает на своем пути жидкость, распыляемую на капли при помощи форсунок (распылителей);
- скоростные прямоточные распыливающие аппараты, в которых распыление жидкости осуществляется за счет кинетической энергии движущегося с большой скоростью газового потока;
- механические распыливающие аппараты, в которых жидкость распыляется вращающимися деталями.
Таким образом, в аппаратах первой группы распыление происходит в основном за счет энергии жидкости, во второй группе — за счет энергии газа, а в третьей — за счет подводимой извне механической энергии.
5.1 Полые распыливающие аппараты
На рисунке 5.1 показаны некоторые типы распыливающих аппаратов, выполненных в виде полых колонн [7]. Газ в них движется обычно снизу вверх, а жидкость подается через расположенные в верхней части колонны распылители с направлением факела распыла сверху вниз (рисунок 5.1,a) или под некоторым углом к горизонтальной плоскости (рисунок 5.1,б).
Во многих случаях, особенно при большой высоте колонны, распылители располагают в несколько ярусов. При этом факелы распыла направляют сверху вниз или под углом к горизонтальной плоскости (см. рисунок 5.1,б), либо снизу вверх. Применяют также комбинированную установку распылителей: часть факелом вверх, а часть — факелом вниз.
а – факел распыла направлен вниз; б – факел распыла направлен под углом (двухрядное расположение форсунок); в – с пережимом в нижней части
Рисунок 5.1 – Полые распыливающие аппараты
В полом аппарате, где распылители с направлением факела распыла сверху вниз расположены в один ярус, в верхней части аппарата теоретически осуществляется противоток (при движении газа снизу вверх). Однако вследствии циркуляции и перемешивания газа такие аппараты по характеру контакта газа и жидкости ближе к аппарату с полным перемешиванием газа и эффективная движущая сила в них ниже, чем при противотоке.
В многоярусных полых аппаратах (при вводе в распылители каждого яруса свежей жидкости), а также в аппаратах с направленным вверх факелом распыла противоток отсутствует; однако при этом эффективная движущая сила примерно такая же, как и в противоточных аппаратах с одним ярусом распылителей. В то же время наличие нескольких ярусов распыления ведет к повышению эффективности аппарата.
В рассмотренных типах полых аппаратов газ распределяется неравномерно, что снижает их эффективность. Предложено несколько конструкций, позволяющих улучшить распределение газа. На рисунке 5.1,в изображен аппарат с пережимом в нижней части. Через отверстие в пережиме газ проходит со сравнительно большой скоростью (до 6…10 м/с), что способствует более равномерному распределению его вследствие добавочного сопротивления в пережиме. Добавочное сопротивление может быть создано также тонким слоем насадки, отделяющим входящую струю газа от основного объема аппарата.
Для распыления жидкости в полых аппаратах применяют главным образом механические центробежные и ударные форсунки. Эти форсунки производят распыление за счет энергии жидкости, подаваемой под избыточным давлением 0.2…0.3 МПа. В центробежных форсунках распыление происходит под действием центробежной силы, развиваемой при вращении жидкости, вызванном либо ее тангенциальным вводом (рисунок 5.2,а), либо движением по спиральным каналам (рисунок 5.2,б). В ударных форсунках распыление происходит или в результате удара струи жидкости о препятствие (рисунок 5.2,в), или при взаимном ударе двух жидких струй (рисунок 5.2,г).
а – центробежная с тангенциальным вводом жидкости; б – с винтовым вкладышем; в – ударная; г – с взаимным ударом двух струй
Рисунок 5.2 – Форсунки
Полые распыливающие аппараты отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью; они обладают малым гидравлическим сопротивлением и могут применяться при сильно загрязненных газах. При использовании форсунок соответствующей конструкции полые аппараты могут работать и в случае загрязненных жидкостей.
Основной недостаток полых аппаратов - невысокая эффективность, обусловленная перемешиванием газа и плохим заполнением объема факелом распыленной жидкости. В результате объемный коэффициент массопередачи и число единиц переноса в этих аппаратах невелики; скорость газа в них должна быть низкой (до 1 м/с) во избежание уноса распыленной жидкости с газом. Полые аппараты неудовлетворительно работают при низких плотностях орошения, а количество подаваемой жидкости трудно поддается регулированию. Кроме того, расход энергии на распыление жидкости довольно высок (0,3…1 кВтч на 1 т распыляемой жидкости).
В последнее время испытаны и внедрены скоростные полые аппараты [7], работающие при скорости газа до 5…5,5 м/с (и даже выше) с высокими плотностями орошения (30…45 м3/(м 2 ч)). Ввиду большого брызгоуноса газ после аппарата пропускается через выносные циклоны или через установленный в корпусе аппарата жалюзийный брызгоотделитель.
Из-за указанных недостатков полые аппараты имеют довольно ограниченное применение.