3250

10

н а р у ж н ым . что значительно увеличивало поверхность

конта-

кта фаз

,

увеличивало

производительность колонны

и

по жи-

дкости

,

и по

паровой фазе , так

как увеличивалось

проходное

сечение по обеим фазам .

Так

как

масса

всех секций

была значительна, то

нижняя

никового

типа, которая

имеет самую

большую

свободную

пло-

щадь , а , следовательно , меньше

перекрывала' сечения

для

про-

хода жидкости

и

пара.

При изучении гидродинамики массообменного аппарата

наблюдалось

изменение

течения

жидкости

, а также

и

газа,

когда

пленка

жидкости

,

текущая

по

внутренней

поверхности

трубы

водной

секции., текла уже

по

наружной

поверхности

тру-

бы в

другой

секции

и

наоборот.

При

монтаже

секций самой нижней устанавливалась

сек-

ция

с

трубами диаметром

38 мм , затем

с

диаметром

труб

25 мм

и самой

верхней -

диаметром

15 мм. Верхняя

секция

в

основ-

ном

определяла

последующее распределение жидкости

по сече-

нию аппарата .

Такая

конструкция

аппарата

позволяет собирать

секции и

без

сварки

труб

между

собой,

заполняя

все

сечение

колонны

свободно устанавливаемыми трубами ,только

в ,этом случае не-

обходимо

между

секциями

труб

помещать

металлическую

сет-

ку

для

и с к л ю ч е н и я

провала

труб

меньшего

диаметра

в трубы

большего

диаметра .

Нижняя ,

десорбционная

часть

колонны

снабжена

« глухи-

ми » вихревыми тарелками , представляющими

собой закрытый

объем , образуемый двумя полотнами , а также

кольцом . В верх-

нем

полотне

вырублены

чешуйки

размером

25 * 25 мм ,

кото-

рые

отогнуты

па определенный

угол

в

сторону

движения

жи-

дкости , в нижнем полотне

выполнены

только

дренажные отвер-

стия , они нужны только

для

очистки

внутренней

полости

та-

релки от конденсата и случайно

попавших

частиц

обрабатывае-

мой среды . Таким образом

, верхнее

полотно является

,

по

су-

ществу

,

типичной

вихревой

тарелкой

с

арочными

или

че-

шуйчатыми отогнутыми пластинами , а нижнее

полотно

и

коль-

цо образовывали закрытую полость , имеющую

вход

для

остро-

го

греющего

пара . Такая

конструктивная

особенность

тарелки

определялась

своим

назначением

, работать

с сильно

загрязнен-

ными шламовыми средами , причем в каждую

тарелку , а их

было

6

штук , подавался

свежий

греющий

пар .

Для облегчения

монтажа тарелки штуцер

подачи

грею-

щего пара

имел

резьбу

с обоих концов, один

конец

штуцера

вворачивался в

полукольцо , приваренное изнутри к кольцу ,

на другой

конец штуцера закреплялся

фланец, для

соединения

с коллектором

для

пара. Нижняя тарелка устанавливалась на

кольцо , приваренное

к

корпусу колонны , а выше расположен-

ные тарелки удерживались опорами

9 (см. рис.

1 )

и

штуце-

только силы тяжести, под

действием

которых

жидкость

плен-

кой стекает по проницаемой

стенке, но и центробежные

силы

тормозящие это течение . Кроме того

толщина

пленки зависит

от расхода жидкости через

отверстия в стенке. В зависимости

V0

- скорость истечения жидкости .

Известно , что

скорость истечения из отверстия в стенке MO-

здесь

φ = 0.62 -

коэффициент скорости , учитывающий

где

ωгар.,

ω - угловые

скорости

вращения

тарелки

и

жидкости ;

т

- расход

жидкости

, отнесенный

к

поверхности

та-

релки .

Для

расчета

глубины

погружения

отверстия

необходимо

знать форму

поверхности

уровня жидкости

во

вращающейся

конической

тарелке. Из

курса

гидростатики

известно, что

по-

верхность уровня

описывается дифференциальным уравнением

т.к.

х2 + у2 =

ω2

• xdx + ω2 • ydy - gdz = О

,

[ 5 ]

γ2

,

т.е.

поверхность

уровня

жидкости представляют собой

парабо-

лоид вращения .

ти

При r = R

получим

максимальную высоту подъема

жидкос-

Имея ввиду , что h = p / p . g

получим уравнение , описыва-

ющее траекторию

движения струи

при

истечении

жидкости из

боковой стенки

оросителя, наклоненной

под углом

θ к горизо-

нту

В

четвертой главе

диссертации дано

, [8]

описание эксперимен-

тальной установки, приведены методика

проведения

и резуль-

таты

экспериментальных

исследований , сопоставлены

результа-

траекторией полета струи жидкости , вытекающей из

отверстий

распределительного

устройства.

Схема экспериментальной установки изображена на рис. 4 .

Струя орошающей жидкости подавалась с различными уг-

лами

на лопатки распределительного устройства , расположенные

по периферии тарелки, что

заставляло

тарелку

вращаться с оп-

ределенной

скоростью, под действием сил тяжести и

центробе-

жных

сил

жидкость в виде

струй вылетает

из

отверстий тарел-

ки и попадает на

кольца Рашига , уложенные

регулярно , затем

жидкость

пленкой

стекает по вертикальным

стенкам

насадки

в

заборное

устройство.

Экспериментальные исследования проводились с вращаю-

щимися

горизонтальными

тарелками

диаметром

300 мм

и

рис. 5 показана

экспериментально установленная связь

N = f ( q v )

для

оросителей

d

300 , d 350 и d 400 мм . Из графика

следует ,

что

с увеличением

расхода жидкости число оборотов

увеличи-

оборотов

оросительного

устройства , что

подтверждается

рис. б ,

на котором

получены зависимости

числа

оборотов

оросителя

от

расхода жидкости при одновременной подаче газа

160м3

/час

и

320 м3

/час.

С

целью

облегчения

расчета

плотности

орошения

регуляр-

ной насадки сечение колонны условно разделено на

4

зоны

равной

площади : центральную

диаметром

0.25 м

,

последу-

ющие зоны ограничены диаметрами d1

= 0.354м

, d2

= 0.433 и

dз= 0.5 м

(диаметр аппарата).

рассчитывалась по

формуле

Рис.7

Зависимость высоты расположения оросителя

от расхода жидкости при оптимальном режи-

ме.

3

1 - тарелка D 400мм ( расход воздуха q'γ = 0 м3/ час ) ;

2-

тарелка

D

400мм ( расход воздуха q'γ = 320м3 / час);

"

V

теля

равномерное

распределение

жидкости

достигается

при

бо-

лее низких значениях ее расхода .

На

рис. 8

представлены

результаты исследований

по

рас-

пределению жидкости

центробежными оросителями , форма

ко-

торых представляет собой

коническую

тарелку

диаметром

0.35 м

с центральными

углами 120°

и 90° при . воздействии

только

по-

тока

жидкости, а

на

рис.9

при

одновременной подаче

жидко-

сти

и

газа. Установлено

, что

при

противоточном

движении

струй

жидкости

и

газа

для

одних

и

тех

же

значений

расхода

жидкости и высоты расположения оросителя

зона разбрызгива-

ния

жидкости

несколько

увеличивается . Расход газа

изменялся

от О

до

320 м3 /час . '

Проведенные

экспериментальные

исследования

позволяют

сделать вывод , что наиболее предпочтительной , является

конс- .

трукция

центробежного оросителя

в

форме

конической

тарел-

ступенчатого

аппарата

и

ранее используемой

насадочной колон-

ны.

Как следует из таблицы №1, разработанная конструкция мас-

сообменного

аппарата

по

технике — экономическим показателям

значительно превосходит насадочную колонну .

Удалось

полностью исключить остановки

па чистку аппара-

та ', повысить

производительность . установки , получить товарный

метанол , практически полностью исчерпав из

шлама , что позво-

лило использовать шлам в производстве цемента .

Технологический

-расчет массообменного

аппарата выполнен