74. Насадки (насадочные тела).

Насадка – слой твердых тел различной формы, уложенных на опорно – распределительную решетку аппарата (колосниковую или перфорированную).

Материалы насадки – керамика, металлы, пластики и т. д.

Насадка делится на регулярную и нерегулярную. Регулярная насадка – крупная. Ее укладывают правильными взаимно сдвинутыми рядами. Нерегулярная насадка – мелкая. Ее укладывают навалом (беспорядочно). Сопротивление регулярной насадки меньше чем нерегулярной.

Широкое применение в химическом производстве нашла керамическая насадка в виде колец Рашига. Это тонкостенные цилиндры с высотой равной наружнему диаметру. Кольца Рашига применяют как в виде регулярной, так и нерегулярной насадки.

Большей массообменной эффективностью, но меньшим гидравдическим сопротивлением обладают керамические седловые насадки Берля и Инталлокс. Седло Берля по форме – гиперболический параболоид (напоминает конское седло). Инталлокс по форме – часть тора (напоминает фрагмент обода велосипедного колеса).

Высокую массообменную эффективность имеет насадка в виде розеток Теллера. Это полиэтиленовая насадка из ленты в форме роз. Очень эффективна решетчатая насадка Спрейпака, изготовленная из металлических полос.

В последние годы начали внедрять насадку Нортона. Это насадка блочного типа из перфорированной алюминиевой фольги. Насадка Нортона удобна для монтажа и демонтажа, имеет небольшое гидравлическое сопротивление, отличается высокой массообменной эффективностью.

Кроме того, был предложен ряд других насадок: Борау, Гиперфил, Гудлон и т.д.

Мелкая насадка имеет более высокую массообменную эффективность, но и большее гидравлическое сопротивление, чем крупная. При атмосферном давлении в аппарате приходится довольствоваться крупной насадкой, а при повышенном давлении легкой фазы выбирают мелкую насадку.

75. Тарельчатые (барботажные колонны).

Тарельчатая колонна – вертикальный цилиндрический стальной аппарат, секционированный по высоте поперечными контактными массообменными устройствами, т. е. тарелками.

Жидкость самотеком стекает в колонне под действием силы гравитации, последовательно проходя через все тарелки. Восходящий пар (газ) последовательно барботирует через слои жидкости на тарелках. Тарелки отделены друг от друга межтарельчатым пространством. Оно необходимо для отделения от пара уносимых им брызг и капель жидкости. При попадании этих капель на выше лежащую тарелку будет наблюдаться обратное (продольное) перемешивание, снижающее массообменную эффективность процесса.

Тарелки с переточными каналами могут работать в 3–х гидродинамических режимах:

1. пузырьковый

2. пенный

3. струйный

При небольшом расходе пара (газа) он проходит через слой жидкости на тарелке в виде пузырьков. В этом режиме – небольшая межфазная поверхность, значит, и низкая массообменная эффективность.

При увеличении расхода пара наблюдается пенный режим. В этом режиме – максимальная массообменная эффективность.

При дальнейшем увеличении расхода пара паровые пузырьки сливаются в паровые струи, эти струи вырываются на поверхность барботажного слоя, увлекая с собой множество крупных капель. Межфазная поверхность резко падает. Таким образом, с увеличением расхода пара КПД тарелки с переточными каналами проходит через максимум.

“ + ” тарельчатых колонн:

• высокая четкость разделения смеси

• широкий интервал нагрузок по пару и жидкости

• большая производительность (диаметр до 9 м и более)

“ - ” тарельчатых колонн:

• сложность

• дороговизна

• повышенное сопротивление

“ + ” насадочных колонн:

• простота

• дешевизна

• небольшое гидравлическое сопротивление

“ - ” насадочных колонн:

• недостаточная массообменная эффективность (продольное смешение и пристеночный эффект)

• ограниченные интервалы нагрузок по жидкости и газу

• ограниченная производительность колонны ( диаметр меньше 3 м)

• неэффективная работа при низкой плотности орошения