Изобразите схему устройства и опишите принцип действия распылительного абсорбера. Достоинства и недостатки этого абсорбера по сравнению с барботажным абсорбером.
Скоростные прямоточные распыливающие абсорберы отличаются тем, что в случае
прямотока процесс можно проводить при высоких скоростях газа, причём вся жидкость
уносится с газом и отделяется от него в сепарационном пространстве. К этому типу
аппаратов относится абсорбер Вентури.
Основной частью абсорбера является труба Вентури. Жидкость поступает в конфузор, течёт в виде плёнки и в горловине распыляется газовым потоком. Затем жидкость
газовым потоком выносится в диффузор в виде мелких капель, создающих поверхность
контакта
фаз. Отделение капель от газа происходит
в сепараторе.
Д
остоинства:
1) простота конструкции;
2) работа при высоких расходах газовой фазы.
Недостатки:
1) разделяющая способность
вследствие прямотока фаз ограничена возможностью
однократного достижения равновесия между фазами;
2) малая площадь поверхности контакта фаз на единицу объёма аппарата;
3) высокое гидравлическое сопротивление.
Изобразите схему устройства и опишите действие установки для простой перегонки.
Простая перегонка - процесс однократного частичного испарения исходной жидкой смеси и конденсации образующихся при этом паров. Перегонку применяют для разделения смесей, представляющих собой легколетучее вещество с малым содержанием труднолетучих веществ. Простую перегонку
используют для предварительного разделения, очистки веществ от примесей, смол,
загрязнений.
Простую перегонку можно проводить при атмосферном давлении или под вакуумом (для снижения температуры перегонки).
Сконденсированные пары называют дистиллятом, а оставшуюся неиспаренную жидкость – кубовым остатком.
По мере испарения смеси содержание легколетучего компонента в дистилляте уменьшается, будучи максимальным в начале и минимальным в конце перегонки. Это позволяет получать несколько фракций дистиллятов различного состава, отводя их в разные сборники.
Для этого исходную смесь загружают в куб 1, имеющий змеевик для нагревания и
кипячения этой смеси. Образующиеся пары конденсируются в конденсаторе 2, дистиллят в нем же охлаждается до заданной температуры и поступает в один из сборников 3. После окончания процесса перегонки остаток сливают из куба 1 и
вновь загружают в него исходную смесь.
При простой перегонке образующийся пар отводится из аппарата и в каждый данный
момент времени находится в равновесии с оставшейся жидкостью.
Изобразите схему устройства и опишите действие установки для непрерывной ректификации бинарных жидких смесей.
Для непрерывного проведения ректификации необходимо, чтобы поступающая на разделение смесь соприкасалась со встречным потоком пара с несколько большей концентрацией ВК, чем в жидкой смеси. Поэтому исходную смесь подают в то место ректификационной колонны 3, которое соответствует этому условию. Место ввода исходной смеси, нагретой до температуры кипения в подогревателе 2, называют тарелкой питания. Положение тарелки питания специально рассчитывается. Тарелка питания делит колонну на две части: верхнюю - укрепляющую и нижнюю - исчерпывающую. В укрепляющей части происходит обогащение поднимающихся паров низкокипящим компонентом, а в исчерпывающей – удаление НК. Поток пара, поднимающегося по ректификационной колонне, поддерживается испарением части кубовой жидкости в кипятильнике 4, а поток жидкости, текущей по колонне сверху вниз, - возвратом части флегмы, образующейся при конденсации выходящих из колонны паров в дефлегматоре 5.
К достоинствам непрерывной ректификации относятся высокая производительность, однородность получаемого продукта, лёгкость автоматизации, возможность рекуперации теплоты.
При непрерывной ректификации многокомпонентных смесей в установке должна быть не одна колонна, а больше, так как в одной колонне можно разделить смесь только на два продукта. В общем случае число колонн N равно числу компонентов К разделяемой смеси минус 1, т.е. N = К – 1.
Изобразите схему устройства и опишите принцип действия ректификационной колонны с клапанными тарелками. Достоинства и недостатки этих тарелок.
Стабильность работы барботажной тарелки можно повысить, если снабдить отверстия клапанами, благодаря которым предотвращается стекание жидкости с тарелки и регулируется скорость газа. Такие тарелки называют клапанными.
Схема работы клапанной тарелки:
1 – тарелки, 2 – барботажный слой (пена), 3 – поток жидкости, 4 – поток газа, 5 – переливной порог, 6 – гидрозатвор, 7 – клапаны.
Принцип работы круглого клапана состоит в том, что диск клапана, свободно лежащий над отверстием, поднимается и опускается в зависимости от скорости газа, и за счёт собственной силы тяжести автоматически регулирует величину зазора между тарелкой и клапаном. Максимальная высота подъёма диска определяется ограничителями. Обычно эта высота не превышает 8 мм. Клапаны имеют диаметр 45-50 мм. Ограничители круглых клапанов выполняются обычно в виде 3-4 направляющих «ножек» и крепятся либо к самому диску клапана, либо к тарелке вокруг диска.
Достоинства:
1) Превосходят ситчатые и решетчатые тарелки по площади поверхности контакта фаз в барботажном слое, жидкость не стекает через отверстия даже при низком расходе газа;
2) Превосходят ситчатые и решетчатые тарелки по ширине интервала рабочих скоростей газа;
3) Нет жёсткого ограничения по минимальному расходу жидкости, в отличие от насадочных аппаратов.
Недостатки:
1) повышенная стоимость изготовления;
2) Высокое гидравлическое сопротивление по сравнению с решётчатыми и ситчатыми тарелками.
Изобразите схему устройства и опишите действие нутч – фильтра. Укажите область применения.
Н
утч-фильтр
представляет собой простейший фильтр
периодического действия, работающий
под вакуумом или под избыточным давлением.
Направления силы тяжести и движения
фильтрата в нём совпадают.
Нутч-фильтр состоит из корпуса со съёмной крышкой. В корпусе расположена опорная решётка, на которой помещается фильтровальная ткань. Нутч-фильтр снабжён штуцерами для подачи суспензии, сжатого воздуха, промывной жидкости и удаления фильтрата. На корпусе расположен люк для ручной выгрузки осадка.
Цикл работы нутч-фильтра состоит из следующих стадий:
заполнение фильтра суспензией;
фильтрование под давлением сжатого воздуха;
просушка осадка от фильтрата;
заполнение фильтра промывной жидкостью;
промывка осадка;
просушка осадка от промывной жидкости;
удаление осадка с фильтровальной ткани;
регенерация фильтровальной ткани.
Основными достоинствами нутч-фильтров являются простота и надёжность в работе, возможность тщательной промывки осадка, большая движущая сила (разность давлений) и пригодность для разделения токсичных веществ (благодаря герметичности конструкции).
К недостаткам относятся небольшая площадь поверхности фильтрования при громоздкости аппарата и ручная выгрузка осадка.
Аппарат применяется на производствах химической, фармацевтической промышленности, в лабораториях исследовательской/ учебной направленности.