Тарельчатые колонны — это вертикальные колонны, внутри которых на определенном расстоянии друг от друга по высоте размещаются горизонтальные тарелки. Тарелки предназначены для ступенчатого массопереноса — контакта и взаимодействия жидкой среды и пара. Жидкость при этом стекает вниз, а газ поднимается снизу вверх.
К тарельчатым колоннам со сливными устройствами относятся аппараты с колпачковыми, ситчатыми, клапанными и другими тарелками. Они имеют специальные устройства для перетока жидкости с одной тарелки на другую — сливные трубки, карманы и др.
Нижние концы сливных устройств погружены в жидкость на нижерасположенных тарелках для создания гидрозатвора, предотвращающего прохождение газа через сливное устройство. Газ поступает в нижнюю часть, проходит через прорези колпачков и затем попадает в слой жидкости на тарелке, распределяется в виде пузырьков и струй, образуя в ней слой пены, в которой происходят основные процессы массо- и теплопереноса. Пройдя через все тарелки, газ уходит из верхней части аппарата.
Эффективность тарелок напрямую зависит от гидродинамических условий их работы: в большей степени от скорости газа, в меньшей — от плотности орошения и физических свойств фаз.
Получить расчет тарельчатой колонны / насадочной колонны
вы можете отправив запрос на почту или заполнив
опросный лист заказа оборудования
Решетчатые тарелки
удобны для монтажа, осмотра и чистки, меньше других подвержены воздействию агрессивных сред. Они могут работать с высокими нагрузками, при этом барботаж газа через слой жидкости, находящейся на решетчатой тарелке, возможен только в узком диапазоне скоростей. Это не позволяет использовать их при переменных нагрузках.
Ситчатые тарелки
могут работать в широком диапазоне нагрузок, но практически непригодны для очистки газов, содержащих примеси. Их лучше не применять для работы с агрессивными средами. Слой жидкости на таких контактных элементах может пропускать газ с достаточной скоростью. Избыток жидкости переливается с тарелки на тарелку по сливным устройствам.
Колпачковые тарелки
надежны в эксплуатации. Они имеют максимальное гидравлическое сопротивление и требуют повышенного количества абсорбента для создания высокого слоя жидкости на каждой тарелке. Колпачки накрывают перфорацию перегородки, через их прорези проходит пар и диспергируется. В результате повышается эффективность тепло- и массообмена с жидкостью.
Клапанные тарелки
применяют в аппаратах с целью увеличения диапазона нагрузок по газу. Отверстия, через которые проходит газ, перекрыты клапанами, открытие которых зависит от степени нагрузки по газу. Чем сильнее нагрузка, тем больше открыт клапан. Это обеспечивает устойчивую работу тарелки в широком диапазоне нагрузок без провала жидкости.
Насадочные колонны обеспечивают лучший контакт для тепло-массообменных процессов, чем в полых распылителях. Эффективность массопередачи в насадочных колоннах зависит от равномерности распределения потоков газа и жидкости, соотношения их скоростей и условий орошения насадки.
Принцип работы насадочной колонны заключается в следующем: жидкость течет по элементу насадки в виде тонкой пленки, при перетекании с одного элемента насадки на другой пленка разрушается и на нижнем элементе образуется новая пленка. Часть жидкости уходит на нижние слои насадки. При дальнейшем движении жидкости ее контакт с газовой фазой ухудшается из-за оттока к стенкам колонны. Поэтому высоту насадки делят на несколько ярусов, устанавливая между ними перераспределительные тарелки.
Равномерность распределения газа по сечению насадочной колонны зависит от способа его ввода в аппарат. При вводе газа по оси он движется преимущественно в центральной части, постепенно заполняя все сечение. Опорно-распределительная решетка в разы повышает равномерность движения газа, поэтому расстояние между днищем колонного аппарата и насадкой делают большим.
Насадочные колонны должны работать с максимально возможной скоростью газового потока. Необходимо учитывать, что с увеличением размеров элементов насадки увеличивается допустимая скорость газа, а гидравлическое сопротивление насадочной колонны снижается.
|
Диаметр |
до 4 м |
|
Высота |
до 50 м |
|
Толщина стенки |
до 60 мм |
|
Температура среды |
до 500 С |
|
Давление |
до 6,3 МПа |
Кольца Рашига
достаточно популярный вид насадок. Они имеют высоту, равную диаметру колонны, обладают меньшим гидравлическим сопротивлением, допускают большие скорости газа
Седлообразные насадки
обеспечивают максимальную поверхность контакта на единицу объема. Они обладают минимальным гидравлическим сопротивлением, но стоимость их выше, чем кольцевых насадок
Кольцевые насадки кольца Палля
обеспечивают хороший контакт, но они сложны в изготовлении и дороже колец Рашига
Регулярные насадки в виде пакетов
являются самыми эффективными, имеют различную удельную поверхность, подбираются в зависимости от параметров и свойств рабочих сред. Применение данных регулярных насадок позволяет значительно уменьшить габариты колонн и сделать процесс разделения максимально эффективным
