Содержание к диссертации
Введение 6
1. Литературный обзор. Анализ существующих
конструкций насадочных устройств и теоретиче
ские исследования их работы. 8
-
Влияние конструктивных особенностей контактных устройств на гидродинамику процессов массообмена. 8
-
Конструкции массообменных устройств со струйным движением фаз. 10
-
Массопередача в аппаратах с регулярной насадкой. 18
-
Движущая сила процесса массопередачи и обратное перемешивание; 23
-
Удерживающая способность и производительность массообменных аппаратов; 25
-
Предпосылки для разработки новой насадки со струйным движением фаз. 28
2 Разработка эффективных конструкций насадок
для массообменных процессов и сравнительная
характеристика. з і
-
Характеристика объекта исследования; 31
-
Опытные исследования эффективности работы насадочных устройств; 34 Выводы. 43
3 Экспериментальные исследования гидродинами
ческих характеристик Н - образной насадки. 45
-
Режимы истечения и критическая скорость струеобразования; 45
-
Коэффициенты расхода; 53
!/
с.
-
Исследование продольного перемешивания в насадочных колоннах; 62
-
Изучение взаимного эжектирования струй жидкостей при истечении из щелей Н - образной насадки; 71 Выводы. 82
4 Разработка методики расчета и конструирование
промышленного насадочного экстрактора. 83
-
Разработка рекомендаций по гидродинамическому расчету Н-образной насадки для промышленных аппаратов. 83
-
Пример расчета колонного экстрактора с Н-образной насадкой. 87
-
Конструктивное оформление Н-образной насадки для массооб-менных аппаратов. 92
-
Промышленная реализация разработанных конструкций массо-обменных устройств. 97
Основные результаты И ВЫВОДЫ. 99
Список использованных источников. 101
Приложения. 111
Приложение А.
Таблица АЛ. Сравнительная эффективность насадочных экс
тракционных колонн. 112
Приложение Б.
Таблица Б.1. Физические свойства систем при изучении гидро
динамических характеристик. 114
Таблица Б.2. Зависимость критической скорости струеобразо-
вания от размера щели. 115
Таблица Б.З. Сопоставление опытных и расчетных данных кри
тической скорости струеобразования. 116
Таблица Б.4. Зависимость высоты напора от расхода дисперс-
с.
ной фазы. 117
Приложение В.
Таблица В.1. Сопоставление опытных и расчетных данных по
определению напора. 118
Таблица В.2. Метод выравнивания кривой зависимости коэф
фициента расхода от критерия Рейнольдса. 118
Таблица В.З. Зависимость коэффициента расхода от числа Рей
нольдса . 119
Таблица В.4. Сопоставление опытных данных и расчетных дан
ных по коэффициенту расхода. 120
Приложение Г.
Пример расчета коэффициента продольного перемешивания в
колонне с Н-образной насадкой. 128
Таблица Г. 1. Обработка кривой отклика. 128
Программа расчета коэффициента продольного перемешивания 129
Блок схема расчета . 130
Таблица Г.2. исследование продольного перемешивания в
опытных эксплутационных колоннах 132
Приложение Д.
Таблица Д.1. Изучение эжектирования жидкостей при истече
нии из щелей Н-образной насадки. 134
Приложение Е.
ЕЛ. Авторское свидетельство СССР № 1457975. Контактное
устройство для массообменных аппаратов. 138
Е.2. Патент РФ №1457975. Контактное устройство для массо
обменных аппаратов. 139
Приложение Ж,
Ж.1. Патент РФ № 2094113. Уголковая насадка для массооб-
С.
менных аппаратов. 142
Приложение И.
И. 1. Акт о внедрении промышленного экстрактора для выделе
ния примесей из раствора полиглицеринов. 145
И. 2. Акт о внедрении экстракционного аппарата для выделения
аминов из стоков производства этилендиамина. 147
И.З. Акт о внедрении способа и аппарата для выделения оста
точного триметиламина из хлораминхлорида. 151
И.4. Акт о внедрении Н - образного насадочного устройства в
колонну получения хлорноватистой кислоты в производстве
эпихлоргидрина. 157
И. 5. Акт о внедрении уголкового насадочного устройства в ко
лонну нейтрализации пропилена. 162
И.6. Акт о внедрении уголкового насадочного устройства в аб
сорбер для получения хлористого амина. 163
Введение к работе
Основным видом оборудования на предприятиях химической и нефте- 'Л химической промышленности является колонная аппаратура для процессов подготовки контактирования и разделения жидкостных и газожидкостных систем.
Разработка рациональных методов их расчета и конструирования является важной задачей для народного хозяйства, так как изготовление этих ап-паратов требует значительного количества металла, расход которого может быть сокращен при правильном выборе типа аппарата и целесообразных размеров его элементов.
При этом необходимо учитывать гидродинамические факторы, опреде-
Ш ляющие характер взаимодействия между фазами в системах, возможность увеличения нагрузочных характеристик на поперечное сечение аппарата, устранение факторов, приводящих к нежелательным явлениям, влияющих на протекание побочных процессов и неполноту переработки основного сырья.
Основными элементами массообменных аппаратов являются контакт- ные устройства. Их конструкции весьма разнообразны. Ежегодно патентует ся десятки новых контактных устройств и публикуются результаты исследо ваний, работа различных массообменных аппаратов. Такое разнообразие конструкций закономерно, так как невозможно существование универсаль- # ных аппаратов.
Поэтому при выборе определяемой конструкции для конкретного процесса следует ограничится распространенным промышленным аппаратом и перспективными способами интенсификации его работы.
При изучении методом контактирования и разделения жидкостным и газожидкостных систем возникает разнообразные проблемы, которые должны быть исследованы.
Эти проблемы следующие:
1 Исследование физико-химических основ процессов разделения и контактирования.
Разработка на основе учения о массопередаче методом расчета числа необходимых контактов и, как следствие, высоты насадки в наса-дочных аппаратах.
Изучение условий контактирования между фазами, обменивающимися компонентами и разработка на этой основе эффективных контактных устройств.
Определение условий рациональной работы аппаратов.
5 Разработка рациональных методов конструктивной компоновки. Настоящая работа посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям гидродинамических характеристик контактных устройств, разработке и совершенствованию их конструкций. В соответствии с этим проведены исследования способов повышения эффективности контактных устройств, изучение их гидродинамических характеристик, разработка конструкций контактных устройств с учетом характерных особенностей крупнотоннажных производств.
Таким образом поставленная задача является весьма сложной и состоит из ряда взаимосвязанных явлений, которые должны быть рассмотрены в комплексе.
