5 Слайд

а – желобчатого типа; б – трубчатый

Рисунок – Конструкция опорно-распределительных устройств для жидкости

Вспомогательные узлы насадочных колонн включают опорно-распределительные решетки, распределители жидкости. Насадку укладывают на опорно-распределительные решетки или плиты (на рисунке волнистая из просечно-вытяжного листа). Размеры отверстий должны исключать провал насадочных тел. Применение в качестве опорной конструкции под насадку различных сеток и перфорированных плит с мелкими отверстиями должно быть исключено, так как подобные устройства приводят к преждевременному захлебыванию колонны.

Входное устройство необходимо для ввода исх. Реагента в реакционную зону. Для его равномерного распределения используют спец. устройство выполняющее распределение входящего потока по всему сечению реакционной зоны. Колонны диаметром до 150 мм, заполненные насадкой в навал, могут орошаться из единичного источника. Для колонн большего диаметра применяются оросители с большим числом источников орошения. На рис приведены варианты распределительных устройств для жидкости, применяемые в колоннах различного назначения. Широко применяются распределительные устройства желобчатого типа. Жидкость в этом варианте подается в центральный желоб (для колонн большого диаметра применяют два или три желоба), из которого по желобам меньшего сечения, оснащенных устройствами слива жидкости различных конструкций, распределяется по всему сечению насадки.

Входное устройство должно обеспечивать равномерное распределение входящего потока по всему сечению в реакционной зоне.

В случае неравномерного распределения различные части объема реакционной зоны работают в неодинаковых условиях и эффективность работы реактора в целом снижается. В реакторе синтеза МТБЭ чаще всего применяется равномерная подача путем применения системы труб (трубчатый распределитель) (рис б).

Необходимо отметить, что характер и структура распределения жидкости по сечению колонны не сохраняются при дальнейшем ее течении по насадке. Восходящий паровой поток, занимающий центральную часть слоя насадки, оттесняет жидкость к стенкам колонны. Для уменьшения неравномерности распределения потоков по высоте аппарата общий слой насадки в колонне делят по ее высоте на отдельные секции, конкретно здесь в 3 слоя (вот почему три слоя катализатора – это необходимо для равномерности распределения).

В насадочной колонне потоки пара (газа) и жидкости взаимодействуют друг с другом. В зависимости от нагрузок колонны по пару (газу) G и жидкости I изменяется характер взаимодействия фаз. При малых нагрузках потоков взаимодействие между фазами незначительно. Жидкость смачивает поверхность насадочных элементов, а сопротивление насадки потоку пропорционально сопротивлению сухой насадки.

При дальнейшем увеличении скоростей потоков контактирующих фаз возрастает трение между ними, происходит торможение потока жидкости и в связи с этим увеличивается количество жидкости , удерживаемой в насадке. Этот режим характеризуется как начало подвисания жидкости и принимается в качестве нижнего предела устойчивой работы колонны. При больших жидкостных нагрузках этот режим выявляется не всегда четко. Сопротивление насадки в режиме подвисания пропорционально скорости пара в степени 3 — 4. Интенсивность массопередачи в этом режиме сильно возрастает.

Дальнейшее увеличение скоростей взаимодействующих фаз приводит к еще большему увеличению сопротивления насадки и количества удерживаемой жидкости в объеме, занятом насадкой. При определенных величинах паровой и жидкостной нагрузок происходит резкое увеличение количества удерживаемой насадкой жидкости и рост гидравлического сопротив- ления слоя насадки. Этот режим называется захлебыванием колонны и считается верхним пределом ее устойчивой работы.