ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Конструкции регулярных насадок

Регулярная насадка отличается от нерегулярной меньшим гидравлическим со­противлением и поэтому чаще всего используется для процессов вакуумной ректи­фикации. К недостаткам аппаратов с регулярной насадкой можно отнести их высо­кую чувствительность к равномерности орошения.

Простейшая регулярная насадка - плоскопараллельная - представляет собой пакеты, набираемые из плоских вертикальных металлических пластин толщиной 0.4-1.2 мм, расположенных параллельно с одинаковым зазором 10-20 мм. Высота пакета пластин 400-1000 мм. Наружный диаметр пакета соответствует внутреннему диаметру колонны. Для повышения равномерности распределения жидкости в ко­лонне пакеты устанавливают один над другим взаимно повернутыми на угол 45-90°. Эта насадка может устойчиво работать нагрузках по газу F = 3.5-8 в широком диа­пазоне плотностей орошения (0.3-50 м3/м2/ч). В зависимости от производительно­сти, высота насадки, эквивалентная одной теоретической ступени, колеблется в пределах 0.6-1.5 м при гидравлическом сопротивлении 1 м насадки 70-300 Па. Не­достатки этой насадки - высокая металлоемкость, сравнительно низкая эффектив­ность, плохое перераспределение жидкости. Для устранения последнего недостатка листы плоскопараллельной насадки выполняют с рифлением или с различными турбулизирующими элементами. Так, насадка конструкции ЛТИ им. Ленсовета (ри­сунок 4.17а) состоит из вертикальных, параллельно расположенных листов, имею­щих поперечные окна с отогнутыми лепестками, причем соседние по высоте лепе­стки отогнуты в противоположные стороны. Газ, поднимаясь по колонне, проходит через окна, многократно меняя направление движения при ударе о лепестки. Жид­кость, стекая по насадке с лепестка на лепесток, распыляется восходящим газовым потоком.

Основное преимущество гофрированной насадки (рисунок 4.17б), состоящей из вертикальных металлических листов с рифлени­ем, по сравнению с плоскопарал­лельной насадкой - меньший унос жидкости, т. к. гофрированная насадка беспро - вальна. Зазоры между листами обеспечивают дистанциоными планками (рису­нок 4.17 в), уста­новленными вер­тикально на рас­стоянии 250 мм одна от другой, к которым листы

насадки привариваются точечной сваркой. Разновидностью гофрированной насадки является Z-образная насадка, которую изготавливают из перфорированного листа (рисунок 4.17г). По основным технологическим параметрам эта насадка на 15- 20 % превосходит плоскопараллельную.

Щелевая, или сотовая насадка (рисунок 4.17 д) образована из гофрированных вертикальных листов так, что по высоте пакета образуются изолированные верти­кальные каналы. Листы соединены в пакеты высотой 400-1000 мм точечной свар­кой. К преимуществам этой насадки относятся значительно более высокая (в 2-3 раза), чем плоскопараллельной насадки, удельная поверхность, а также возмож­ность нагревать или охлаждать контактирующие фазы, поскольку каналы, образо­ванные гофрами, пригодны для подачи в них теплоносителя или хладагента.

Хорошие характеристики имеют насадки из проволочной сетки. Примером мо­гут служить насадка Гудлоу и насадка "Зульцер" - пакеты свернутой в рулон гофри­рованной проволочной сетки (диаметр проволоки 0,1 мм), высота пакета насадки 100-200 мм (рисунок 4.17е, ж).

В последние годы за рубежом разработаны новые высокоэффективные насад­ки, способные работать при плотности орошения до 200 м3/м2/ч и при нагрузках по газу F = 5-8. Эти насадки обеспечивают значительное (до 5-6) число теоретических

78

ступеней на 1 м высоты и небольшое гидравлическое сопротивление (до 150 Па на 1 м высоты). Примером может служить насадка "Роли пак", образованная ярусами наклонных листов с прорезями (рисунок 4.17з). В таблице 4.1 дана сравнительная характеристика различных насадок.

Регулярную насадку используют в вакуумных стальных колонных аппаратах диаметром 400-3600 мм, предназначенных для разделения термически нестойких и легко полимеризующихся органических смесей при остаточном давлении рабочей среды 0.25-100 КПа и температуре от 0 до 300 °С.

При выборе типа аппарата, работающего при атмосферном или повышенном давлении, необходимо учитывать, что максимальная плотность орошения в аппара­тах с нерегулярной насадкой достигает 300 м3/м2/ч ( ~ на 30 % больше, чем для ап­паратов с регулярной насадкой). При небольших нагрузках по газу (F = 4-5) целесо­образно использовать нерегулярную насадку. При больших нагрузках следует ис­пользовать регулярную насадку с каналами, обеспечивающими преимущественный проход газовой фазы.