Сепараторы

По принципу действия сепараторы можно разделить на три вида: инерционные, центробежные и поверхностные (рис.2.9.20). При их проектировании нужно учитывать следующие моменты:

• угол между направлениями потоков пара и жидкости в месте разделения фаз должен быть не менее 90⁰, иначе возможен унос жидкости уходящим из сепаратора паром;

• сепараторы, в которых газ и отделяемая жидкость движутся в противоположном направлениях, работают плохо, для улучшения сепарационного действия необходимо вводить и выводить газ в направлении, перпендикулярном стеканию жидкости;

• соотношения скоростей в сечениях сепаратора выбирают в зависимости от его конструкции.

В сепараторах инерционного типа серость на входе должна в 10…12 раз превышать скорость в сечении аппарата (скорость на входе от 8 до 15 м/с). В центробежных сепараторах скорость на входе находится в пределах от 10 до 20 м/с.

Рис.2.9.20. Сепараторы:

а – инерционный; б – центробежный (циклон); в – поверхностный;

1 – вход парожидкостной смеси; 2 – выход газа; 3 – выход жидкости; 4 – штуцеры для уровнемера

Применение инерционных сепараторов с высотой сепарационного пространства менее 600 мм либо длиной менее 3000 мм (горизонтальные сепараторы) не рекомендуется, в этих случаях степень сепарации резко ухудшается и должны быть значительно уменьшены допустимые скорости. Вместе с тем увеличение высоты сепарационного пространства до величины, превышающей 600 мм, практически не улучшает степень сепарации. В сечении поверхностного сепаратора допустимая скорость газа 1…2,5 м/с может быть доведена до 5 м/с.

Вопрос № 7. Классификация и основные типы теплообменников.

Теплообменные аппараты можно классифицировать по следующим признакам:

По конструкции:

1. Аппараты, изготовленные из труб:

а) кожухотрубчатые:

- с неподвижными трубными решетками ТН:

- с линзовым компенсатором на корпусе ТК:

- с плавающей головкой ТП:

- с U-образными трубами ТУ:

- с витым змеевиковым трубным пучком ТВ.

б) теплообменники типа «труба в трубе» ТТ:

в) оросительные ТО:

г) погружные змеевиковые ТПЗ:

д) воздушного охлаждения ТВО:

е) из оребренных труб ТР.

2. Аппараты, изготовленные из листового материала:

а) пластинчатые:

- разборные ТПР:

- полуразборные ТПП:

- сварные неразборные ТПС.

б) спиральные ТС:

в) с рубашкой из листа ТРЛ.

3. Аппараты, изготовленные из неметаллических материалов:

1. с эмалированной поверхностью ТЭМ:

2. из стекла ТСТ:

3. из графита ТГ:

4. из пластмассы, фторопласта ТФ.

По назначению:

1. холодильники,

2. подогреватели,

3. испарители,

4. конденсаторы.

По направлению движения теплоносителей:

1. прямоточные,

2. противоточные,

3. перекрестного тока.

В общем выпуске теплообменных аппаратов для химической промышленности около 80 % занимают кожухотрубчатые теплообменники. Эти теплообменники достаточно просты в изготовлении и надежны в эксплуатации и в то же время достаточно универсальны, т. е. могут быть использованы для осуществления теплообмена между газами, парами, жидкостями в любом сочетании теплоносителей. Теплообменники типа «труба в трубе» и змеевиковые составляют около 8 %.

Из-за разнообразия требований, предъявляемых к теплообменникам, применяют аппараты самых различных конструкций и типов. Теплообменники различаются по допускаемым давлениям и температурам рабочей среды, а также по материалам, из которых изготовлен аппарат.

Существуют рекомендации общего характера, которыми можно руководствоваться при выборе конструкции теплообменника и схемы

1. При высоком давлении теплоносителей предпочтительнее трубчатые теплообменники. В этом случае в трубное пространство желательно направить теплоноситель с более высоким давлением, поскольку из-за малого диаметра трубы могут выдержать большее давление, чем корпус.

2. Коррозионный теплоноситель в трубчатых теплообменниках целесообразно направлять по трубам, т. к. в этом случае при коррозионном изнашивании не требуется замены корпуса теплообменника.

3. При использовании коррозионных теплоносителей предпочтительнее теплообменные аппараты из полимерных материалов, например, из фторопласта, обладающего уникальной коррозионной стойкостью.

4. Если один из теплоносителей загрязнен или дает отложения, то целесообразно направлять его с той стороны теплообмена, которая более доступна для очистки.

5. Для улучшения теплообмена не всегда требуется увеличение скорости теплоносителя (при конденсации паров для улучшения теплообмена необходимо обеспечить хороший отвод конденсата с теплообменной поверхности).

К теплообменникам предъявляют следующие требования:

а) небольшие габаритные размеры при высокой производительности;

б) высокий коэффициент теплопередачи;

в) малое гидравлическое сопротивление;

г) герметичность со стороны каждой среды;

д) возможность разборки конструкции и чистки.