Файл: 476 (2).pdf

Таблица 6. Основные размеры опорных конструкций цельносварных колонн [14].

Таблица 7. Основные размеры секций клапанных тарелок [14].

Таблица 8. Технические характеристики тарелок типа ТС-Р [14].

Примечание: Fв – площадь аппарата; Fр -рабочее сечение тарелки; Fс - площадь сечения слива; Lс - длина линии слива; d – диаметр отверстий; t – шаг отверстий; φ - относительная площадь прохода паров; φп - относительная площадь перелива.

23

www.mitht.ru/e-library

Рис. 9. Конструкция однопоточных клапанных тарелок (обозначения см. рис. 8)

25

www.mitht.ru/e-library

Рис

.

10.

Ко

нст

рук

ция

одн

опо

точ

ны

х

клапанных тарелок типа ТКП (обозн. см.

рис. 8).

клапана

26

www.mitht.ru/e-library

эквивалентный диаметр канала для прохода пара можно принять равным dэ = 2h , где h

= 14 мм – ширина канала между плоскостью тарелки и поверхностью клапана.

Относительная доля рабочей площади однопоточной тарелки в зависимости от диаметра колонны составляет 74 –79 %, а относительная площадь прохода паров равна

10,3 – 16% [13].

Размеры и технические характеристики двухпоточных клапанных тарелок,

изготовляемых согласно нормалей ОН 26-02-29-66 или ОСТ 26-02-1401-76, приведены в справочниках [13, 14]. Они могут иметь диаметр от 1400 до 8000 мм. Относительная рабочая площадь тарелок составляет 41 – 74 %, а относительная площадь прохода паров 5,75 – 14,9% [7, 13].

Контактные устройства клапанного типа можно использовать и в колонных аппаратах царгового типа. При этом тарелки имеют такое же устройство, как и колпачковые тарелки, только в них вместо капсульных колпачков устанавливаются круглые или прямоугольные клапаны. В случае использования клапанов диаметром 48

мм их располагают по сторонам правильного шестиугольника с шагом 90 мм.

2.3. Ситчатые колонны

Колонные аппараты с ситчатыми тарелками применяются при стабильных нагрузках по паровой (газовой) фазе и жидкости, а также при отсутствии механических загрязнений в жидкой фазе [7, 13, 14]. Они могут работать под вакуумом, при атмосферном и избыточном давлении. Ситчатые тарелки бывают с отбойными элементами и без них. Также как и колпачковые и клапанные колонные аппараты,

ситчатые колонны могут быть однопоточного и двухпоточного типа.

Технические характеристики однопоточных ситчатых тарелок без отбойных элементов типа ТС регламентируются ОСТ 26-805-73. Они приведены в табл. 8. В

колоннах, снабженных такими тарелками, пар проходит через отверстия диаметром 3 – 8 мм в днище тарелки. Отверстия располагаются по сторонам равностороннего треугольника. Шаг отверстий приведен в табл. 8. Во всем остальном колонны с тарелками типа ТС практически ничем не отличаются от однопоточных колонн с колпачковыми и клапанными тарелками.

Технические характеристики двухпоточных ситчатых тарелок типа ТС-Р и ТС-Р2

регламентируются ОСТ 26-805-73; они приведены в [7, 14]. Колонные аппараты с такими тарелками имеют конструкцию такую же, как и двухпоточные колонны колпачкового и клапанного типов [7, 13, 14].

27

www.mitht.ru/e-library

Ситчатые тарелки с отбойными элементами имеют более сложную конструкцию.

Их технические характеристики регламентируются ОН 26-02-30-66 [13, 14]. Их особенностью является то, что они имеют щелевые отверстия для прохода паровой фазы. При этом над тарелкой размещаются наклонные отбойные элементы. Контактные устройства такого типа позволяют увеличить интенсивность массообмена. Однако при их использовании требуется большее расстояние между тарелками.

2.4. Колонны с другими типами контактных устройств

Описанные выше колонные аппараты с колпачковыми, клапанными и ситчатыми тарелками наиболее широко используются в химической и родственных ей отраслях промышленности. В то же время в литературе [1-6, 8, 10] имеются сведения об использовании тарельчатых колонн с другими видами контактных устройств.

Так, для проведения процессов ректификации и абсорбции иногда используют тарельчатые колонны с S -образными контактными элементами (типа «Юнифлюкс») [2-4]. В таких колоннах тарелки обычно снабжаются S-образными элементами, высотой

70-80 мм и шириной 150 мм [13]. При использовании таких контактных элементов имеет место однонаправленное движение пара и жидкости. При этом жидкость направляется паром в сторону слива, вследствие чего уменьшается градиент уровня жидкости на тарелке. Высота сливной планки на тарелке обычно равна высоте S-

образного элемента. Свободное сечение тарелки для прохода пара составляет 11-12 %,

а ее рабочая площадь достигает 80% от площади сечения колонны.

Тарелки с S-образными элементами более просты в изготовлении и монтаже, чем колпачковые. Они имеют довольно высокую производительность. Однако их эффективность несколько ниже по сравнению с колпачковыми тарелками, особенно в области малых нагрузок. В литературе [4, 13] приведены размеры и параметры тарелок с S-образными элементами.

Имеются тарелки с пластинчатыми (жалюзийными) контактными устройствами [2, 10, 14]. Такие тарелки обычно снабжаются наклонными пластинками, которые располагаются так, что они частично перекрывают друг друга. Угол наклона 4-9о. Пар

(газ) движется в щелях между пластинками со скоростью 20-50 м/с [2]. Нагрузка по жидкости в аппаратах с такими тарелками достигает 120 мз/(м·ч). Технические характеристики таких тарелок приведены в [14].

Имеется довольно большое количество конструкций контактных устройств провального типа. Они отличаются тем, что перелив жидкости с тарелки на тарелку

28

www.mitht.ru/e-library

производится через те же отверстия, через которые проходит пар или газ. Это упрощает конструкцию тарелок и удешевляет их. Описан [2-4, 10, 13] целый ряд тарелок такого типа: решетчатых, колосниковых, ситчатых, трубчатых и др.

Решетчатые тарелки бывают цельного типа (диаметром до 800 мм, ОСТ 26-675-72)

и разборного типа (диаметром от 1000 до 3000 мм, ОСТ 26-666-72). В днищах цельных решетчатых тарелок обычно имеются щели шириной 4-6 мм и длиной 60 мм. Шаг между щелями может изменяться от 8 до 36 мм [7, 14], толщина тарелки 2-4 мм.

Разборные тарелки снабжаются штампованными полотнами с щелевидными отверстиями. Из-за отсутствия сливных устройств полезная площадь таких тарелок увеличивается на 15-30%. Их производительность примерно в 1,5 раза выше колпачковых тарелок. Недостатком колонн с решетчатыми тарелками является более узкий диапазон устойчивой работы и более низкий КПД по сравнению с колпачковыми колоннами. Технические характеристики решетчатых тарелок приведены в справочнике [14]. С другими конструкциями провальных тарелок можно познакомиться в литературе [1-7, 10].

3. Устройство насадочных колонн

Насадочные колонные аппараты, также как и тарельчатые колонны, бывают царгового (диаметром от 400 до 800 мм) и цельносварного типа (диаметром от 1000 до

2800 мм) [11, 12, 13].

Царговые насадочные колонны являются аппаратами разборного типа. На рис.11

показано устройство такой колонны. Они состоят из отдельных сварных узлов (царг,

крышки и куба), которые соединяются между собой с помощью фланцев. На рис.12

показано устройство цельносварной насадочной колонны.

Обозначения и назначение штуцеров насадочных колонн приведены в табл. 9.

Технические характеристики таких колонн содержатся в [7, 13-15, 17, 18].

Имеется большое число видов насадок, из них в промышленной практике получили широкое распространение кольца Рашига, Палля и Лессинга, седла Берля и Инталлокс, плоскопараллельная, z-образная насадки, а также насадки, изготовленные из гофрированных сеток [1-6,10]. При этом насадка может загружаться в аппараты навалом или же она требует регулярной укладки. Насадки могут изготовляться из металла, фарфора, керамики, графита и полимерных материалов. Металлическая насадка применяется в тех случаях, когда возможно отложение осадков и необходима частая чистка аппарата, а также в вакуумных колоннах, поскольку такая насадка имеет

29

www.mitht.ru/e-library