1. Колонные аппараты тарельчатого типа. Гидродинамические режимы работы контактного устройства (25 б.).

Аппараты колонные предназначены для ведения технологических процессов массообменных процессов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Аппараты колонные стальные сварные изготавливаются диаметром от 300 до 8000 мм и работают при температуре от минус 60 °С до плюс 560 °С при избыточном давлении до 10,0 МПа и без давления, а также под вакуумом (остаточном давлении не ниже 665 Па).

Колонные аппараты относятся к массообменным аппаратам и классифицируются по следующим признакам:

в зависимости от способа организации контакта фаз: тарельчатые, насадочные и плёночные;
в зависимости от рабочего давления: работающие под давлением, атмосферные и вакуумные.

Основное применение колонных аппаратов: ректификация и абсорбция (например, МЭА-очистка синтез-газа).

Тарельчатые колонные аппараты (рис. 1) состоят из вертикального корпуса 3, сферической или эллиптической крышки 4, днища 2 и жёстко скреплённой с корпусом опорной обечайки 1. Использование конических опор для высоких колонн небольшого диаметра повышает их устойчивость и уменьшает нагрузки на опорную поверхность.

Рисунок 1 – Тарельчатая ректификационная колонна

Корпуса серийных аппаратов

для неагрессивных сред изготовляют из углеродис-тых сталей: 20К, 16ГС,

для агрессивных сред – из коррозионно-стойких сталей: 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т и пр.

Корпуса аппаратов, работающих при больших давлениях, а также аппаратов диаметром более 1200 мм выполняют цельносварными.

Аппараты диаметром 400 – 1000 мм изготовля-ют в царговом исполнении, если рабочее давление в них не превышает 1,6 МПа.

Гидродинамические режимы работы тарелок

При малых скоростях пара имеет место пузырьковый режим, при увеличении скорости пара он переходит в струйный, далее в пенный и, наконец, в инжекционный, при котором велик унос жидкости.

Рабочими режимами тарелки являются струйный и пенный.

Гидродинамический режим работы тарелок во многом зависит от соотношения нагрузок по газу и жидкости, а также от конструкции тарелок.

Нормальный режим работы тарелки определяется правильной организацией потоков жидкости и пара. Вторым важнейшим показателем работы тарелки является гидравлическое сопротивление образующегося пенного слоя.