Составные части реакторов гомогенных и гетерогенных процессов

Насадки для колонных аппаратов

Насадки применяют в колонных аппаратах для создания большой поверхности контакта между стекающей по ней жидкостью и поднимающимся потоком паров и интенсивного их перемешивания. Котакт и массобмен между фазами в насадочной колонне происходят непрерывно на всем участке аппарата, заполненном насадкой. Для того, чтобы насадка работала эффективно, она должна удовлетворять следующим основным требованиям: 1) обладать большой поверхностью в единице объеме; 2) хорошо смачиваться орошающей жидкостью; 3) оказывать малое гидравлическое сопротивление газовому потоку; 4) равномерно распределять орошающую жидкость; б) быть стойкой к химическому воздействию жидкости и газа, движущихся в колонне; 6) иметь малый удельный вес; 7) обладать высокой механической прочностью; 8) иметь невысокую стоимость. Насадка выполняется обычно из коррозионно-стойкого материала (керамика, фарфор, стекло).

а) кольца Рашига, беспорядочно уложенные (навалом); б) кольца с перегородками, правильно уложенные; в) насадка Гудлое; г) кольца Палля; д) насадка “Спрейпак”; е) седла Берля; ж) хордовая насадка; з) седла “Инталлокс”.

Принцип действияоснован на равномерном прохождении жидкости через загрузку насадки, форсунка позволяет распределить жидкость по всей поверхности насадки равномерно. Насадку укладывают беспорядочно на колосникову решетку, представляющую собой тарелку, составленную из дырчатых, просечно-вытяжных металлических листов или пластинчатых решеток. Колосники должны быть прочными. Секции колосника должны быть таких размеров, чтобы можно было легко извлекать их из колонны и вставлять в нее через люк нормальных размеров. Интенсивность массообмена и сопротивление движущимися потокам паров и жидкости во многом зависят от насадки. Высоту и размеры насадки ее элементов устанавливают на основании данных и опыта. Насадка малых размеров и сложной конфигурации имеет большую поверхность контакта, но создает повышенное сопртивление. Кроме того при выборе размеров надо знать, что мелкая насадка менее прочна и быстрее забивается твердыми отложениями.

Мешалки

Механические перемешивающие устройства состоят из трех основных частей; собственно мешалки, вала и привода. Мешалка является рабочим элементом устройства, закрепляемым на вертикальном, горизонтальном или наклонном валу. По устройству лопастей различают мешалки лопастные, пропеллерные, турбинные и специальные. По типу создаваемого мешалкой потока жидкости в аппарате различают мешалки, обеспечивающие преимущественно тангенциальное, радиальное и осевое течения. При тангенциальном течении жидкость в аппарате движется преимущественно по концентрическим окружностям, параллельным скорости вращения мешалки. Перемешивание происходит за счет вихре возникающих на кромках мешалки. Качество перемешивания будет наихудшим, когда скорость вращения жидкости равна скорости вращения мешалки. Радиальное течение характеризуется направлена движением жидкости от мешалки к стенкам аппарата перпендикуляр оси вращения мешалки. Осевое течение жидкости направлено параллельно оси вращения мешалки. В промышленных аппаратах с мешалками возможны различные сочетания этих основных типов течения. Тип создаваемого потока, а также конструктивные особенности мешалок определяют области их применения. При высоких скоростях вращения мешалок перемешиваемая жидкость вовлекается в круговое движение и вокруг вала образуется воронка, глубина которой увеличивается с возрастанием число оборотов и уменьшением плотности и вязкое среды. Для предотвращения образования воронки в аппарате помещают отражательные перегородки которые, кроме того, способствуют возникновению вихрей и увеличению турбулентности системы. Образование воронки можно предотвратить и при полном заполнении жидкостью аппарата, т. е при отсутствии воздушной прослойки между перемешиваемой жидкостью и крышкой аппарата, а также при установке вала мешалки эксцентрично к оси аппарата или применении аппарата прямоугольного сечения. Помимо этого, отражательные перегородки устанавливают во в случаях при перемешивании в системах газ—жидкость. Примени отражательных перегородок, а также эксцентричное или наклонное положение вала мешалки приводит к увеличению потребляемой ею мощности.

Мешалки лопастного типа.

Лопастными мешалками называются устройства, состоящие из двух или большего числа лопастей прямоугольного сечения, закрепленных на вращающемся вертикальном или наклони валу. К лопастным мешалкам относятся также и некого мешалки специального назначения: якорные, рамные и листовые. Основные достоинства лопастных мешалок — простота устройства невысокая стоимость изготовления. К недостаткам мешалокэтого типа следует отнести низкое насосное действие мешалки (слабый осевой поте не обеспечивающее достаточно полного перемешивания во всем объеме аппарата. Вследствие незначительности осевого потока лопастные мешалки перемешивают только те слои жидкости, которые находятся в непосрственной близости от лопастей мешалки. Развитие турбулентности в объеме перемешиваемой жидкости происходит медленно, циркуляция жидкости невелика. Поэтому лопастные мешалки применяют для перемешивав жидкостей, вязкость которых не превышает 103 мн-сек/м^.

С целью увеличения турбулентности среды при перемешивании лопастными мешалками в аппаратах с большим отношением высоты к диаметру используют многорядные двухлопастные мешалки с установкой на валу нескольких рядов мешалок, повернутых друг от