Складові частини реакторів гомогенних і гетерогенних процесів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Насадки для колонних апаратів

Насадки застосовують в колонних апаратах для створення великої поверхні контакту між стікає по ній рідиною і піднімається потоком парів і інтенсивного їх перемішування. Котакт і массобмен між фазами в насадок колоні відбуваються безперервно на всій ділянці апарату, заповненому насадкою. Для того, щоб насадка працювала ефективно, вона повинна відповідати таким основним вимогам: 1) володіти великою поверхнею в одиниці обсязі; 2) добре змочуватися орошающей рідиною, 3) надавати малий гідравлічний опір газовому потоку; 4) рівномірно розподіляти зрошують рідина; б) бути стійкою до хімічної дії рідини і газу, що рухаються в колоні; 6) мати малу питому вагу; 7) мати високу механічну міцність; 8) мати невисоку вартість. Насадка виконується зазвичай з корозійно-стійкого матеріалу (кераміка, фарфор, скло).

а) кільця Рашига, безладно укладені (навалом), б) кільця з перегородками, правильно укладені; в) насадка Гудлое; г) кільця Палле; д) насадка "Спрейпак"; е) сідла Берля; ж) хордових насадка; з) сідла "Інталлокс".

Принцип действіяоснован на рівномірному проходженні рідини через завантаження насадки, форсунка дозволяє розподілити рідина по всій поверхні насадки рівномірно. Насадку укладають безладно на колосникові грати, що представляє собою тарілку, складену з дірчастих, просічно-витяжних металевих листів або пластинчастих грат. Колосники повинні бути міцними. Секції колосника повинні бути таких розмірів, щоб можна було легко витягати їх з колони і вставляти в неї через люк нормальних розмірів. Інтенсивність масообміну та опір рухомими потокам парів та рідини багато в чому залежать від насадки. Висоту і розміри насадки її елементів встановлюють на підставі даних і досвіду. Насадка малих розмірів і складної конфігурації має велику поверхню контакту, але створює підвищену сопртівленіе. Крім того при виборі розмірів треба знати, що дрібна насадка менш міцна і швидше забивається твердими відкладеннями.

Мішалки

Механічні перемішують пристрої складаються з трьох основних частин; власне мішалки, валу і приводу. Мішалка є робочим елементом пристрою, що закріплюється на вертикальному, горизонтальному або похилому валу. По пристрою лопатей розрізняють мішалки лопатеві, пропелерні, турбінні й спеціальні. За типом створюваного мішалкою потоку рідини в апараті розрізняють мішалки, що забезпечують переважно тангенціальне, радіальне і осьове течії. При тангенціальному перебігу рідину в апараті рухається переважно по концентричних колах, паралельним швидкості обертання мішалки. Перемішування відбувається за рахунок вихорі виникають на крайках мішалки. Якість перемішування буде найгіршим, коли швидкість обертання рідини дорівнює швидкості обертання мішалки. Радіальне протягом характеризується спрямована рухом рідини від мішалки до стінок апарату перпендикуляр осі обертання мішалки. Осьовий протягом рідини направлено паралельно осі обертання мішалки. У промислових апаратах з мішалками можливі різні поєднання цих основних типів перебігу. Тип створюваного потоку, а також конструктивні особливості мішалок визначають області їх застосування. При високих швидкостях обертання мішалок перемішувана рідина втягується в круговий рух і навколо валу утворюється воронка, глибина якої збільшується із зростанням числа оборотів і зменшенням щільності і в'язке середовища. Для запобігання утворення воронки в апараті поміщають відбивні перегородки які, крім того, сприяють виникненню вихорів і збільшення турбулентності системи. Освіта воронки можна запобігти і при повному заповненні рідиною апарату, тобто за відсутності повітряного прошарку між перемішуваної рідиною і кришкою апарата, а також при встановленні валу мішалки ексцентрично до осі апарата або застосуванні апарату прямокутного перерізу. Крім цього, відбивні перегородки встановлюють у у випадках при перемішуванні в системах газ-рідина. Застосуй відбивних перегородок, а також ексцентричне або похиле положення вала мішалки призводить до збільшення споживаної нею потужності.

Мішалки лопатевого типу.

Лопатевими мішалками називаються пристрої, що складаються з двох або більшої кількості лопатей прямокутного перерізу, закріплених на обертовому вертикальному або нахили валу. До лопатеві мішалки відносяться також і нікого мішалки спеціального призначення: якірні, рамні і листові. Основні переваги лопатевих мішалок - простота пристрою невисока вартість виготовлення. До недоліків мешалокетого типу слід віднести низьке насосне дію мішалки (слабкий осьовий поті не забезпечує достатньо повного перемішування у всьому обсязі апарата. Внаслідок незначності осьового потоку лопатеві мішалки перемішують тільки ті шари рідини, які знаходяться в непосрственной близькості від лопатей мішалки. Розвиток турбулентності в обсязі перемішуваної рідини відбувається повільно, циркуляція рідини невелика. Тому лопатеві мішалки застосовують для перемішує рідину, в'язкість яких не перевищує 103 мн-сек / м ^.

З метою збільшення турбулентності середовища при перемішуванні лопатевими мішалками в апаратах з великим відношенням висоти до діаметра використовують багаторядні двухлопастні мішалки з установкою на валу декількох рядів мішалок, повернених один щодо одного на 90 °. Відстань між окремими рядами вибирають в межах (0,3-0,8 d), де d-діаметр мішалки, в залежності від в'язкості перемішуваної середовища. Для перемішування рідин в'язкістю не більше 104 mh-cck'm ^, а також для перемішування в апаратах, що обігріваються за допомогою сорочки або внутрішніх змійовиків, в тих випадках, коли можливе випадання осаду або забруднення теплопередающей поверхні, застосовують якірні або рамні мішалки. Вони мають форму, відповідну внутрішню форму апарату, і діаметр, близький до внутрішнього діаметру апарату або змійовика. При обертанні ці мішалки очищають стінки і дно апарату від налипають забруднень. Листові мешалкіімеют лопаті більшої ширини, ніж у лопатевих мішалок, і відносяться до мішалка, що забезпечує тангенціальне протягом перемішуваної середовища. Крім чисто тангенціального потоку, який є переважаючим, верхні і нижні кромки мішалки створюють вихрові потоки, подібні тим, які виникають при обтіканні рідиною плоскої пластини з гострими краями Листові мішалки застосовують для перемішування малов'язких рідин (в'язкістю менше 50 мн-сек/м2), інтенсифікації процесів теплообміну, при проведенні хімічних реакцій в об'ємі і розчиненні. Для процесів розчинення використовують листові мішалки з отворами в лопатях. При обертанні такий мішалки на виході з отворів утворюються струменя, що сприяють розчиненню твердих матеріалов.Основние розміри лопатевих мішалок змінюються в залежності від в'язкості середовища. Зазвичай для лопатевих мішалок приймають наступні співвідношення розмірів: діаметр мішалки d == (0,66-0,9) D (D - внутрішній діаметр апарату), ширина лопаті мішалки Ь = (0,1-0,2) D, висота рівня рідини в посудині Н = (0,8-1,3) D, відстань від мішалки до дна посудини has: 0,3 D. Для листових мішалок d = (0,3-0,5) D, Ь = (0,5-1,0) D, h = (0,2-0,5) D.

Пропелерні мешалкі.Іспользуются для виробництва лугів, кислот, реактивів, соків, напоїв. Робочою частиною пропелерною мішалки є пропелер пристрій з кількома фасонними лопатями, вигнутими за профілем гребного гвинта. Найбільшого поширення набули трилопатеві пропелери. На валу мішалки, який може бути розташований вертикально, горизонтально або похило, залежно від висоти шару рідини встановлюють один або кілька пропелерів. Внаслідок більш обтічної форми пропелерні мішалки при однаковому числі Рейнольдса споживають меншу потужність, ніж мішалки інших тіпов.Переход в автомодельний область для них спостерігається при відносно низьких значеннях критерію. Пропелерні мішалки відрізняються складне конструкції і порівняно високою вартістю виготовлення. Їх ефективність сильно залежить від форми апарату та розташування в ньому мішалки. Пропелерні мішалки слід застосовувати в циліндричних апаратах з опуклими днищами. При установці їх в прямокутних баках або апаратах з плоскими або увігнутими днищами інтенсивність перемішування падає внаслідок утворення застійних зон.Для поліпшення перемішування великих обсягів рідин і організації спрямованого течії рідини в судинах встановлюють направляючий апарат, або дифузор. Дифузор являє собою короткий циліндричний або конічний склянку, усередині якого поміщають мішалку. При великих швидкостях обертання мішалки за відсутності дифузора в апараті встановлюють відбивні перегородкі.Пропеллерние мішалки застосовують для перемішування рідин в'язкістю не більше 2 - 10s мн-сек/м2, для розчинення, освіти суспензій, швидкого перемішування, проведення хімічних реакцій в рідкому середовищі, освіти малов'язких емульсій і гомогенізації великих об'ємів рідини. Для пропелерних мішалок приймають наступні співвідношення основних розмірів: діаметр мішалки d == (0,2-0,5) D, крок гвинта s == (1,0-3,0) D, відстань від мішалки до дна посудини h = ( 0,5-1,0) d, висота рівня рідини в посудині Н == • (0,8-1,2) D. Число оборотів пропелерних мішалок досягає 40 в секунду, окружна швидкість-| 15 м / сек.

Турбінні мешалкі.Іспользуютсядля виробництва смол, нефтепрдуктов. Ці мішалки мають форму коліс водяних турбін з плоскими, похилими або криволінійними лопатками, укріпленими, як правило, на вертикальному валу. В апаратах з турбінними мішалками створюються переважно радіальні потоки рідини. При роботі турбінних мішалок з великим числом оборотів поряд з радіальним потоком можливе виникнення тангенціального (кругового) течії вмісту апарату та освіта воронки. У цьому випадку в апараті встановлюють відбивні перегородки. Закриті турбінні мішалки на відміну від відкритих створюють більш чітко виражений радіальний потік. Закриті мішалки мають два диски з отворами в центрі для проходу рідини; диски зверху і знизу приварюються до плоских лопатей. Рідина надходить у змішувач паралельно осі валу, викидається мішалкою в радіальному напрямку і досягає найбільш віддалених точок апарату. Турбінні мішалки забезпечують інтенсивне перемішування у всьому обсязі апарата. Потужність, споживана турбінними мішалками, що працюють в апаратах з відбивними перегородками, при турбулентному режимі перемішування практично не залежить від в'язкості середовища. Тому мішалки цього типу можуть застосовуватися для сумішей, в'язкість яких під час перемішування змінюється. Турбінні мішалки широко застосовують для утворення суспензій (розмір часток для закритих мішалок може досягати 25 мм), розчинення, при проведенні хімічної реакції, абсорбції газів та інтенсифікації теплообміну. У залежності від області застосування турбінні мішалки зазвичай мають діаметр d = (0,15-0,65) Dпрі відношенні висоти рівня рідини до діаметра апарата не більше двох. При великих значеннях цього відношення використовують багаторядні мешалкі.Чісло обертів мішалки коливається в межах 2-5 в секунду, а окружна швидкість складає 3-8 м / сек.

>

Пропелерні мішалки, турбінні мішалки, якірна.

Форсунки

Форсунка призначена для розпилювання рідкого палива в котлоагрегатах, печах та сушильних установках та приведення його у мелкодісперсноє стан, при якому змішування з повітрям і подальше і плное згоряння палива полегшуються і прискорюються. У польшенстве трубчастих печей паливо розпорошують парою або повітрям. Парові форсунки прості по конструкції але в них багато витрачається пари. Повітряні форсунки економічні. Розпорошену паливо в процесі змішування з повітрям або після нього нагрівається за рахунок тепла в форсуночного амбразурі і топці до температури вспламененія суміші. При цьому воно випаровується і піддається пирогенному розкладанню. Заключним етапом є повне згоряння паливної суміші.

У большенстве трубчастих печей для спалювання газоподібного палива застосовують газові пальники. Вони являють собою концентрично розташовані в форсуночного амбразурі кільцеві трубчасті колектори, забезпечені безліччю каліброваних сопел для виходу газу.

Форсунка паромеханіческая ФМП-ГМ-2:

вузол розпилювача 1;

стовбур рідкого палива 2;

стовбур пара 3;

фланець інсталяційний 4;

вузли підведення рідкого палива і пара 5,6.

Форсунка паромеханіческая ФМП-ГМ-2

Форсунка призначена для розпилювання рідкого палива в котлоагрегатах, печах та сушильних установках.
Допускається використання форсунок для спільного спалювання рідкого та газового палива в моменти переходу з одного виду палива на інший.

Форсунка механічна ТФ-1000-20:

розпилювач 1;

стовбур 2;

вузол підведення палива до складу якого входять штуцер 3, штуцер 5, сережка 6, болт 7, вісь 8;

фланця інсталяційного 4 із кріпильним болтом 9 (М6).

Форсунка механічна ТФ-1000-20

Форсунка механічна призначена для спалювання дизельного палива в котлоагрегатах типу ПТВМ у складі пальників ДГРУ-1000.
Допускається використання форсунок для спільного спалювання рідкого та газового палива в моменти переходу з одного виду палива на інший.

Тарілки

Тарілки провального типу

До провальним відносяться тарілки гратчасті, колосникові, трубчасті, сітчатие (плоскі або хвилясті без зливних пристроїв). Площа живого перерізу тарілок змінюється в межах 15 -30%. Рідина і пар проходять черзі через кожен отвір у залежності від співвідношення їх напорів. Тарілки мають малий опір, високий ККД, працюють при значних навантаженнях і відрізняються простотою конструкції. Прямоточні тарілки забезпечують тривале контактування плівки рідини з парою, що рухаються зі швидкістю 14 -45 м / с. Площа живого перерізу тарілки досягає 30%. Сітчатие тарілки представляють собою лист з пробитими в ньому круглими або щілистими отворами діаметром (шириною) 3 -10 мм. Пара, що проходить в отвори, барботируют через шар рідини, яка стікає через переливні патрубки. Швидкість пари в отворах беруть 10 -12 м / с. Різновидом сітчатие тарілок є провальні гратчасті, в яких відсутні переливні патрубки і рідина стікає в отвори в решітці назустріч пару. Отвори в провальних тарілках декілька більше, ніж у сітчатие.

а) круглі, б) щілиновидні; в) просікані трикутні.

Форма отворів у сітчатие тарілках.

Сітчатие і решетчатиетарелкі прості по конструкції й ефективні. Недоліком їх є необхідність точногорегулірованія заданого режиму (особливо по витраті газу) і чутливість до опадів та відкладень, що забиває отвори.

Для збільшення продуктивності та ефективності тарілок провального типу необхідно в першу чергу забезпечити рівномірний розподіл потоків по перерізу колони. Для цього пропонується передбачити гофровану поверхню тарілок, на зразок сітчатие хвилястих тарілок або тарілок з просечного листа із крайками отворів та щілин, відігнутими в одну або в різні сторони. Поверхня тарілок може бути і ступінчастою. Експериментальне визначення основних характеристик зазначених конструкцій показало, що продуктивність їх приблизно в 2 рази вище продуктивності звичайних гратчастих тарілок при дещо кращою або однакової ефективності поділу; такі тарілки створюють невеликий гідравлічний опір і на них утримується невеликий шар спіненої рідини.

Рівномірний розподіл потоків на протівоточном контактному пристрої типу сітчатие тарілки пропонується здійснювати секціонуванням її на окремі осередки з застосуванням у кожному осередку свого переливного пристрої, що не доходить до нижележащей тарілки. Контакт пари і рідини на подібних пристроях здійснюється одночасно в барботажной шарі біля основи тарілки й у стікають струменях. Гідравлічний затвор забезпечується стовпом рідини, яка витікає через щілини внизу переливного пристрою.

а) з відігнутими крайками щілин, б) з гофрованою поверхнею; в) зі ступінчастим розташуванням аркушів, р) з двома зонами контакту; д) з великою кількістю переливів.

Удосконалені конструкції тарілок провального типу.

Значне поліпшення експлуатаційних характеристик гратчастих і сітчатие тарілок провального типу досягається шляхом установки на більшості (70 -80%) щілин або отворів клапанів прямокутної або круглої форми. Випромінювання розділової здатності колон з провальними тарілками звичайної конструкції, що мають клапани, показало, що продуктивність, ефективність і діапазон їх стійкої роботи збільшуються від 20 до 50% при невеликому збільшенні гідравлічного опору (від 20 до 40 мм вод. Ст.).

Гратчасті тарілки провального типу доцільно встановлювати в колоні разом з перераспределітель рідини, з розрахунку один перераспределітель через кожні 8 -10 тарілок, при цьому чим більше діаметр колони, тим менше число тарілок має бути між перераспределітель. Високу продуктивність і низький гідравлічний опір мають також тарілки, утворені з вертикально встановлених металевих смуг невеликої висоти. Подібні конструкції успішно застосовуються у вакуумних колонах, а також при очищенні і промиванні газів.

До тарілках пред'являються наступні вимоги: вони повинні мати високий к.к.д. (Забезпечувати хороший контакт між рідиною і парою), володіти малим гідравлічним опором, стійко працювати при значному коливанні витрат пари і рідини. Тарілки повинні бути прості по конструкції, зручні в експлуатації, мати малу вагу і бути нечутливими до різних осадів і відкладенням, що особливо важливо при роботі із забрудненими рідинами.

Колпачковой тарілки (малюнок а) найбільш часто застосовують у ректифікаційних установках. Конструктивна схема пристрою ковпачка і позначення основних розмірів наведені на малюнку. Пари з попередньою тарілки потрапляють в парові патрубки ковпачків і барботируют через шар рідини, в яку частково занурені ковпачки. Ковпачки мають отвори або зубчасті прорізи, розчленовані пар на дрібні струмки для збільшення поверхні його зіткнення з рідиною. Переливні трубки служать для підведення та відводу рідини і регулювання її рівня на тарілці. Основною областю масообміну і теплообміну між парами і рідиною, як показали дослідження, є шар піни та бризок над тарілкою, що створюється в результаті барботажа пари. Висота цього шару залежить від розмірів ковпачків, глибини іхпогруженія, швидкості пари, товщини шару рідини на тарілці, фізичних властивостей рідини та ін Слід зазначити, що, крім колпачковой тарілок, застосовують також клапанні, желобочние, S-образні, лускаті, провальні та інші конструкції і тарілок

Клапанні тарілки (малюнок б, в) показали високу ефективність при значних інтервалах навантажень завдяки можливості саморегулювання. У залежності від навантаження клапан переміщається вертикально, змінюючи площу живого перетину для проходу пари, причому максимальний перетин визначається висотою пристрою, що обмежує підйом. Площа живого перерізу отворів для пари складає 10 -15% площі перерізу колони. Швидкість пари складає 1,2 м / с. Клапани виготовляють у вигляді пластин круглого або прямокутного перерізу з верхнім або нижнім обмежувачем підйому.

Конструкції тарілок.

а) колпачковой; б) клапанна з верхнім обмежувачем підйому; в) клапанна з нижнім обмежувачем підйому; г) з S - подібних елементів; д) пластинчаста; е) луската; ж) прямоточна.

Тарілки, зібрані з S-образних елементів (малюнок в), забезпечують рух пари і гладкості в одному напрямку, сприяючи вирівнюванню концентрації рідини на тарілці. Площа живого перерізу на тарілці становить 12 -20% від площі перерізу колони. Коробчатое поперечний переріз елемента створює значну жорсткість, що дозволяє встановлювати його на опорне кільце без проміжних опор у колонах діаметром до 4,5 м.

Лускаті тарілки (малюнок е) подають пар в напрямку потоку рідини. Вони працюють найбільш ефективно при струминному режимі, що виникає при швидкості пари в чешуях понад 12 м / с. Площа живого перерізу складає 10% площі перерізу колони. Луски бувають арочними (малюнок е варіант перший) і пелюсткові (малюнок е варіант другий), їх розташовують у тарілці в шаховому порядку. Простота конструкції, ефективність і велика продуктивність переваги цих тарілок.

Пластинчасті тарілки (рисунок д) зібрані з окремих пластин розташованих під кутом 4-90к горизонту. У зазорах між пластинами проходить пар зі швидкістю 20 -50 м / с. Над пластинами встановлені відбійні щитки, що зменшують бризгоунос. Ці тарілки відрізняються великою продуктивністю, малим опором і простотою конструкції.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
37.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Біологія людини Її складові частини
Складові частини бізнес-плану
Складові частини управлінського обліку
Установки пожежогасіння та їх складові частини
Біологія людини Її складові частини 2
Трудовий процес і його складові частини
Ринок цінних паперів та її складові частини
Основні складові частини комп ютера і їх призначення
Складові частини сектори ринку позикових капіталів Поняття банківс
© Усі права захищені
написати до нас