Требования, предъявляемые к насадке колонных аппаратов

В насадочных колоннах поверхностью контакта фаз является смоченная поверхность насадки, поэтому насадка должна удовлетворять следующим требованиям:

• обладать по возможности большой поверхностью в единице объема;

• хорошо смачиваться орошающей жидкостью, т.е. материал насадки по отношению к орошающей жидкости должен быть лиофильным;

• оказывать малое гидравлическое сопротивление газовому потоку, т.е. обладать большим значением свободного объема или сечения насадки;

• создавать возможность для высоких нагрузок аппарата по жидкости и газу; для этого насадка должна иметь большие значения удельной поверхности и свободного сечения насадки;

• иметь малую плотность;

• равномерно распределять орошающую жидкость;

• быть стойкой к агрессивным средам;

• обладать высокой механической прочностью;

• иметь невысокую стоимость.

Вышеприведенные требования обеспечиваю эффективность работы насадки. Однако насадок, которые бы полностью удовлетворяли всем указанным требованиям, не существует, так как соответствие одним требованиям нарушает соответствие другим.

Вопрос №5: Привести схему устройства и описать принцип действия насадочной колонны. Указать недостатки. См. 5 вопрос.

Вопрос №6: Описать режимы гидродинамические режимы работы насадочных абсорберов. Сопоставить насадочные и тарельчатые аппараты .

Гидродинамические режимы:

Гидродинамические режимы: Первый режим-пленочный-наблюдается при небольших плотностях орошения на малых скоростях газах .В этом режиме отсутствует влияние газового потока на скорость стекания по насадке жидкой пленке и,следовательно,на количество задерживаемой в насадке жидкости.

Второй режим-режим подвисания (или торможения).После точки А повышение скорости газа приводит к заметному увеличению сил трения о жидкость на поверхности контакта фаз и подтормаживанию жидкости газовым потоком .Вследствие этого скорость течения пленки жидкости ,появляются завихрения, брызги, увеличивается смоченная поверхность насадки и соответственно-интенсивность процесса массопередачи. Этот режим заканчивается в точке В. Третий режим-режим эмульгирования -возникает при превышении скорости ,соответствующей точке В.В результате происходит накопление жидкости в свободном объеме насадки до тех пор,пока сила трения между стекающей жидкостью и поднимающимся по колонне газом не уравновесит силу тяжести жидкости, находящейся в насадке. Образуется газожидкостная дисперсная система, по внешнему виду напоминающая барботажный слой (пену) или газожидкостную эмульсию. Четвертый режим (от точки С и выше)-режим уноса, или обращенного движения жидкости, выносимой из аппарата газом.

Сравнение :

Основным различием насадочных и тарельчатых аппаратов является то что тарельчатые колонны предпочитаются при выпадении твердого осадка, который нужно периодически удалять из колонны. В этих случаях колонна снабжается люками и гарелки располагаются на таком расстоянии, чтобы было легко производить чистку. Общий вес тарельчатой колонны обычно меньше, чем вес насадочной при одинаковой производительности: из-за ограниченной прочности насадки иногда невозможно обойтись только одной колосниковой решеткой, выдерживающей вес всей насадки в высокой колонне. Тарельчатые колонны более пригодны для процессов, сопровождающихся колебаниями температуры относительно окружающей среды, так как периодическое расширение и сжатие корпуса колонны при таких условиях может разрушить насадку. Тарельчатые колонны предпочитаются, когда для осуществления процесса требуется большее число единиц переноса или теоретических тарелок, так как в насадочных колоннах течение газа и жидкости может сопровождаться каналообразованием, что ограничивает скорость массопередачи. В тарельчатых колоннах обычно может поддерживаться более высокая скорость жидкости, если длина пути жидкости по тарелке не превышает 1 м.

Насадочные колонны преимущественно используются при работе под вакуумом, так как гидравлическое сопротивление насадочной колонны может быть меньше, чем тарельчатой. Насадочные колонны предпочтительнее для пенящихся жидкостей. Задержка жидкости, как правило, меньше в насадочной колонне. Для коррозионных сред предпочтительны насадочные колонны, обычно более простые и дешевые.