Материал: Аппаратура процессов разделения гомогенных и гетерогенных систем

Рис. 9. Блочные насадки:

а – щелевые блоки; б – решетчатые блоки; в – сотовые блоки

Рис. 10. Внешний вид блочных насадок:

а – керамической; б – металлической; в – пластмассовой

Частный случай блочной насадки – рулонные насадки (рис. 11). Эти насадки изготовлены из гофрированных листов их скручиванием в рулон. Такой способ изготовления прост, дёшев и позволяет получить насадку цилиндрической формы под заданный диаметр колонны.

Хордовые и кусковые насадки

Наиболее простыми в изготовлении являются хордовые и кусковые насадки. Хордовая насадка представляет собой ряд решёток из пластин, поставленных на ребро. Хордовые насадки обычно применяются в градирнях. В качестве насадок применяют также кокс и дробленый кварц, засыпаемые в виде кусков размером 25–100 мм и образующие кусковую насадку. Хордовая и кусковая насадки обладают относительно небольшой удельной поверхностью.

11

Рис. 11. Регулярная рулонная насадка «Инжехим»:

1 – гофры смежных листов; 2 – центральный пакет; 3 – остальные пакеты

Расположение насадок в колоннах

В массообменной колонне (рис. 12) (абсорбционной, ректификационной или экстракционной) насадка укладывается на опорные решётки. Для укладки насадки в колонну предусмотрены погрузочные и разгрузочные люки.

Высота слоя (секции, сегмента) насадки определяется тремя факторами. Во-первых, необходимо равномерное орошение насадки. Равномерности

орошения добиваются с помощью распределителей жидкости. Однако при значительной высоте слоя насадки эта равномерность нарушается – жидкость стремится течь преимущественно возле стенок аппарата. Поэтому высоту слоя делают относительно небольшой (3–5 м), а после каждого слоя устанавливают перераспределительное устройство (рис. 13).

12

Рис. 12. Схема насадочной колонны (абсорбера):

1 – слои насадки; 2 – распределительное устройство; 3 – перераспределительное устройство; 4 – люки для загрузки

насадки; 5 – люки для выгрузки насадки

Во-вторых, если насадка изготовлена из хрупких материалов (керамики, пластмассы), нижние слои насадки могут быть раздавлены весом насадки.

В-третьих, высота слоя насадки ограничена прочностью опорной решёт-

ки.

13

Рис. 13. Схемы перераспределительных устройств:

а – конический; б – патрубковый; в – коническо-патрубковый

Достоинства и недостатки насадок

Косновным достоинствам насадочных массообменных аппаратов следует отнести, прежде всего, простоту устройства и низкое гидравлическое сопротивление. Именно низкое гидравлическое сопротивление по газовой фазе обусловливает преимущественное использование насадочных аппаратов в абсорбции, где на транспортировку газовой фазы через аппарат приходятся значительные энергетические затраты, что ограничивает использование в абсорбции барботажных аппаратов.

Насадочные аппараты в большинстве своём противоточны со структурой потоков, близкой к модели идеального вытеснения (МИВ), что обеспечивает наибольшую движущую силу массопередачи.

Кнедостаткам насадочных колонн относятся большие объёмы аппаратов, по сравнению с тарельчатыми барботажными колоннами, что вызвано значительно меньшей площадью смоченной поверхности насадки по сравнению с площадью поверхности контакта фаз газожидкостного слоя на тарелке.

Второй недостаток насадочных аппаратов – плохая смачиваемость насадки при низкой плотности орошения. Поэтому при малых расходах жидкой фазы насадочные колонны не используются.

Сложность отвода теплоты в насадочных колоннах также является их существенным недостатком. При абсорбции, сопровождающейся значительным экзотермическим эффектом, приходится либо отказываться от использования насадочных аппаратов, либо организовывать рециркуляцию абсорбента, что существенно усложняет абсорбционную установку.

14