- •Первый период сушки
- •Второй период сушки
- •1. Прямоток.
- •2. Противоток
- •3. Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости.
- •1.Опорная тарелка. 2. Шаровая насадка. 3.Ограничительная тарелка. 4.Оросительное устройство. 5.Брызгоотбойник.
- •Принципиальные схемы экстракции.
- •1. Однократная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •2. Многократная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •Материальный баланс.
- •3. Противоточная экстракция для частично растворимых жидкостей.
- •Адсорбция
- •Краткая история.
- •Адсорбенты.
- •Теории адсорбции.
- •Равновесие в процессе адсорбции.
- •Принципиальные схемы адсорбции
- •Адсорбция с неподвижным зернистым адсорбентом.
- •Частные случаи.
- •Резюме.
- •Адсорбция с псевдоожиженным стационарным слоем адсорбента
- •Адсорбция с движущимся зернистым адсорбентом
- •Расчёт адсорбера.
- •Кристаллизация
- •Методы кристаллизации
- •Статика
- •Кинетика
- •Образование центров кристаллизации.
- •Рост кристаллов.
- •Конструкции кристаллизаторов
- •Расчёт кристаллизаторов.
- •1. Материальный баланс.
- •2. Тепловой баланс.
- •3. Расчёт основных размеров.
1. Прямоток.
Схема установки и диаграмма У-Х представлены на рис. 231.
Рис. 231. Схема аппарата а/ и диаграмма У-Х, б/ для прямоточной абсорбции.
Расход абсорбента
Удельный расход абсорбента
В пределе , тогда удельный расход абсорбента будет
минимальным
Однако в этом случае движущая сила процесса будет равна нулю, колонна должна иметь бесконечно больше размеры, что нереально.
Оптимальный удельный расход абсорбента определяют на основе
технико-экономического расчета. Довольно часто принимают
2. Противоток
Схема аппарата и диаграмма У-Х представлены на рис. 232.
Рис.232. Схема аппарата а/ и диаграмма У-Х б/ для противоточной
абсорбции.
Расход абсорбента
Из рис. 231 и 232 видно, что ,тогда ,т.е противоток обеспечивает меньший расход абсорбента, это является решающим преимуществом его применения.
Из рис. 231 и 232 также следует, что средняя движущая сила
, т.е. противоток обеспечивает меньшую движущую силу. По основному уравнению массопередачи поверхность контакта фаз .
Следовательно, противоток будет иметь большие габариты аппарата.
3. Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости.
Рециркуляция жидкости всегда предпочтительна, когда возникает необходимость отводить теплоту адсорбции. В этом случае в цепь рециркуляции включают промежуточный холодильник. Схема установки и диаграмма У-Х представлены на рис. 233.
Движущая сила процесса будет еще меньше, чем в противотоке.
Для извлечения поглощенного компонента применяется десорбция, Последняя может следовать cpaзу же за абсорбцией, как это показано на рис. 234, 235.
Для более полного извлечения компонента из газовой фазы применяют многоступенчатую абсорбцию / рис. 236, 237/.
КОНСТРУКЦИИ АБСОРБЕРОВ
1. Поверхностные.
2. Плёночные.
3. Насадочные.
4. Тарельчатые.
5. С подвижной шаровой насадкой.
6. Распыливающие.
7. Ротационные.
8. Барботажные.
9. Барботажные с механическим перемешиванием и др.
Некоторые конструкции абсорберов представлены на рис. 238-283. Наиболее высокоинтенсивным / с точки зрения массообмена/ считается форсуночный абсорбер Вентури. Скорость газа в горловине аппарата составляет 60-160 м/с. Однако аппарат имеет высокое гидравлическое сопротивление до 25000 Па /рис, 275/.
Рис. 233. Cxeмa абсорбции с рециркуляцией жидкости /а/ и изображение процесса на диаграмме У -X /б/.
1.Абсорбер, процесс в котором сопровождается выделением тепла. 2.Промежуточная емкость. 3.Насос. 4.Холодильник.
Рис. 234. Схемы изотермической абсорбции при повышенном давлении с регенерацией абсорбента понижением давления/а/ и понижением давления с последующей продувкой инертным газом /б/. Изображение процессов на диаграмме У-Х /в/. 1.Абсорбер, работающий при повышенном давлении. 2.Редукционный вентиль. 3.Расширительный сосуд /экспанзер/ для выделения растворенного газа при пониженной давлении. 4.Десорбер для отдувки дополнительного количества растворенного газа инертным газон. 5.Насос.
|
Рис. 235.Схема абсорбционной установки с регенерацией поглотителя десорбцией при повышенной температуре. 1.Абсорбер. 2.Десорбер /регенератор раствора/ 3.Теплообменник. 4.Холодильник. 5.6.Промежуточные сборники, 7.Насосы.
|
Рис. 236. Схема противоточной многоступенчатой установки с последовательным соединением абсорберов и промежуточным охлаждением жидкости. 1. Абсорберы. 2.Промежуточные сборники. 3.Насосы. 4.холодильники. |
Рис. 237. Схема противоточной многоступенчатой абсорбционной установки с рециркуляцией жидкости по ступеням и с регенерацией поглотителя.
1.Абсорбер. 2-4.Сборники. 5-7.Насосы. 8.Теплообменник. 9.Десорбер /регенератор раствора/. 10.Холодильники.
Рис. 238. Абсорбер с горизонтальными /S -образными/ трубами, например, кварцевыми или керамическими при абсорбции хлористого водорода водой.
1. Элемент абсорбера. 2. Опорная конструкция .
Рис. 239. Кожухотрубчатый пленочный абсорбер с отводом
выделяющегося тепла.
Рис. 240. Пленочный абсорбер с листовой /плоскопараллельной/ насадкой:
а -схема устройства; б -разрез аппарата. 1. Пакет листов с поверхностями, орошаемыми пленкой жидкости. 2.Приспособление для равномерного распределения жидкости /распределительное устройство/. 3.Перераспределительное устройство. 4.Подвод жидкости.
Рис. 241. Распределительное устройство для колонны с листовой насадкой /поз. 2 на рис.А-3 /.
1.Оросительная коробка с ниппелями.
2,3,4.Колосники из пластин; ряды колосников уложены крест-накрест.
5. Листы насадки.
Рис. 242.Пленочный абсорбер с восходящим движением жидкости:
а - одноступенчатый абсорбер; б - двухступенчатый абсорбер с прямотоком фаз на каждой ступени, но с противотоком по аппарату в целом; в -схема движения фаз на выходе из труб; г -схема движения фаз на входе в трубы.
1.Трубы /по их внутренней поверхности поднимающийся газ увлекает жидкость в виде пленки /.
2.Трубные решетки.
3.Брызгоотбойники.
4.Распределительные патрубки.
Рис. 243. Насадочные абсорберы:
а -со сплошным слоем насадки;
б -с послойной загрузкой насадки.
1.Цилиндрический корпус колонны /часто
футерованный изнутри/. 2.Насадка.
3.Распределитель орошающей жидкости.
4.Решетки, поддерживающие насадку
/ложные днища/ 5.Перераспределитель
жидкости. 6.Гидравлический затвор,
предотвращающий выход газа с жидкостью
Рис. 244. Насадка из колец Рашига: а -отдельное кольцо; б -кольца навалом /в засыпку/; в -упорядоченная загрузка /рядами, смещенными в шахматном порядке /.
|
Рис. 245. Колонна с насадкой из колец Рашига навалом. Обозначения, как на рис.А-6; 7-Сетка,предотвращающая подбрасывание насадки при высоких скоростях газа. |
Рис. 246. Некоторые фасонные насадки: а - кольцо с вырезами и внутренними выступами /кольцо Палля/; б - седлообразная насадка; в - кольца с крестообразными перегородками; г - кольца с внутренними спиралями; д - пропеллерная насадка; е - керамические блоки; ж - деревянная хордовая насадка.
|
Рис. 247. Некоторые типы перераспределителей жидкости
между слоями насадки: а - конусный; б - патрубковый; в - конусный с патрубками.
Рис. 248. Распределительные плиты:
а – с затопленными отверстиями,
б - с затопленными отверстиями и газовыми патрубками, в — со свободным сливом: 1 - решетка; 2 - патрубки для жидкости; 3 - патрубки для газа.
Рис. 249. Распределительные
Рис.252. Тарельчатые разбрызгиватели: а - с тарелкой с бортами; б - с тарелкой без бортов; в – многотарельчатый
| |
Рис. 254. Орошение насадки через правильно уложенные кольца. 1.Подвод орошения. 2.Основной слой насадки из колец в укладку. 3.Небольшой слой крупных колец навалом.
|
желоба со свободный сливом.
Рис. 250. Ороситель типа
сегнерова колеса.
1.Вращающаяся дырчатая труба.
2.Подпятник.
Рис. 251. Центробежный разбрызгиватель.
См. следующую страницу.
Рис. 255. Нормализованная
колонна с насадкой /а/,
перераспределительная /б/ и
распределительная /в/ тарелки,
и опорная решетка /г/.
/начало cм. Предыдущую страницу/
Техническая характеристика перераспределительной тарелки /б/.
Колонный ппарат |
Тарелка |
Вес тарелки (ориентировочный), кг | |||||
Диаметр D, мм |
жидкостной патрубок | ||||||
Внутренний диаметр Dк, мм |
Площадь сечения Fк, м |
диаметр d, мм |
количество n, шт. |
шаг p, мм |
из углеродис- той стали |
из кислото- стойкой стали | |
400 |
0,126 |
250 |
25×2 |
19 |
46 |
13 |
11,5 |
500 |
0,196 |
300 |
31 |
18 |
15,5 | ||
600 |
0,283 |
350 |
37 |
25 |
22 | ||
800 |
0,503 |
480 |
45×2,5 |
|
70 |
75 |
58 |
1000 |
0,785 |
600 |
55 |
84 |
79 | ||
1200 |
1,13 |
750 |
91 |
113 |
102 | ||
1400 |
1,54 |
880 |
121 |
137 |
125 |
а - колонна с тарелками; б - две соседние тарелки; в - капсульный колпачок;
г - формы капсульных колпачков.
1.Тарелки. 2.Газовые /паровые/ патрубки. 3.Круглые колпачки.
4. Переточные перегородки /или/ трубы/ с порогами.
5.Гидравлические затворы. 6.Корпус колонны.
Рис.
257.
Устройство тарелок с
туннельными
колпачкам.
1.Тарелки.
2.Газовые
/паровые/ патрубки.
3.Прямоугольные
колпачки.
4.Переточные
перегородки
/или трубы/ с порогами.
5.Гидравлические
затворы. 6.Корпус колонны.
Рис. 258. Устройство ситчатых переточных тарелок:
а - колонка с тарелками; б- две соседние тарелки.
1.Тарелки /перфорированные листы /. 2.Переточные перегородки/или трубы/ с порогами. 3.Гидравлические затворы. 4.Корпус колонны.
а - колонна с провальными тарелками; б - две соседние дырчатые провальные тарелки.
Рис. 260. Типы провальных тарелок:
а - дырчатая; б- решетчатые; в - волнистая; г - трубчатые.
1. Щели. 2.Трубы. 3.Перфорированный лист. 4.Коллекторы.
Рис.261. Колонна с перфорированными тарелками со змеевиками для охлаждения жидкости водой или иным хладоагентом. Тарелки могут быть провальные или переточные. 1.Пакет змеевиков. 2.Дырчатая тарелка. 3. Корпус колонны. 4.Лаз. 5.Брызгоотбойник.
Рис. 262. Комбинированная колпачково –
ситчатая тарелка, позволяющая расширить
рабочий диапазон нагрузок по газу /пару/.
1.Туннельные колпачки. 2.Перфорированный лист.
Рис.
263.Устройство
клапанных тарелок:
а
- две соседние тарелки с круглыми
клапанами /при разных нагрузках по
газу - открыто разное
число клапанов/. б
- принцип работы клапана. 1.Тарелка.
2.Клапан. 3.Переточная перегородка
с порогом. 4.Гидравлический
затвор. 5.Корпус колонны.
6.Диск клапана. 7.0граничители
подъема клапана.
Рис.
264. Круглый
клапан с нижним
ограничителем
подъема.
1.Диск
клапана. 2.Полотно тарелки. 3.Отверстие
в тарелке диаметром d0.
4.Отогнутые короткие ножки - ограничители
движения
клапана вниз. 5.Длинные ножки-ограничители
подъема клапана.
Рис. 265. Круглые клапаны с верхним ограничителем/а/ и с балластом/б/.
1.Дисковый клапан. 2.Ограничитель. 3.Балласт.
Рис. 266.Устройство направленноточных чешуйчатых тарелок: а - схема потоков газа /пунктир/ и жидкости /сплошные стрелки/ на двух соседних тарелках; б -типы чешуй /арок/.
Рис. 267. Схема потоков газа /пунктир/ и жидкости /сплошные стрелки/ на направленноточных пластинчатых /жалюзийных/ тарелках.
1.Гидравлический затвор. 2.Переливная перегородка. 3.Тарелка. 4.Пластины. 5.Сливной карман.
Рис. 268.Схема потоков газа и жидкости/а/ и форма прорезей/б/ на секторных направленноточных тарелках /тарелках Киттеля/.
Рис. 269. Струйная направленноточная тарелка/1/ с
брызгоотбойниками/2/.
При изготовлении тарелок и
брызгоотбойников в металлических
листах дольют прорези и растягивают листы.
Рис. 270. Основные размеры струйной тарелки, изображенной на рис. А-48, по ГОСТ 16453-70.
Рис. 271. Колонна с подвижной шаровой насадкой, а - одноступенчатый аппарат; б - две соседние дырчатые тарелки /они могут быть переточные или провальные/ многоступенчатого аппарата.