Введение к работе
Актуальность темы. Приоритетным направлением развития конкурентоспособности нефтехимических и нефтегазоперерабатывающих производств России является модернизация существующих или создание новых массообменных аппаратов большой единичной мощности.
Применительно к абсорбционным аппаратам очистки газов, это означает необходимость разработки новых контактных устройств, обеспечивающих интенсификацию межфазного переноса вещества в системах газ - жидкость.
Наряду с разработкой новых контактных устройств, обладающих большой удельной поверхностью, существует метод интенсификации массообмена в системах газ-жидкость путем затопления насадки. Анализ научных работ по интенсификации массообменных процессов показал, что работа насадочных колонн наиболее эффективна при режимах, близких к захлёбыванию. Применяемые в промышленности аппараты с частично затопленной насадкой показали высокую эффективность их работы. При этом следует отметить, что в данных аппаратах традиционно применялись нерегулярные насадки, несмотря на их явные недостатки при работе именно в этом режиме.
Таким образом, учитывая вышеизложенное, разработка и исследование работы высокоэффективной насадки для массообменных процессов в системах газ-жидкость для нефтехимических и нефтегазоперерабатывающих производств является актуальной задачей.
Основные направления исследований производились в соответствии с
Государственными научно-техническими программами Академии Наук
Республики Башкортостан (АН РБ): "Проблемы машиноведения,
конструкционных материалов и технологий на 1996-1997 гг.", подпрограмма
"Аппаратостроение" (Постановление Кабинета министров РБ №204 от
26.06.96) и "Концепция и программа социально-экономического развития
Республики Башкортостан на 1997-2000 гг. и до 2005 года" (Постановление
Кабинета министров №3 от 12.01.98) по разделам "Совершенствование
конструкций аппаратов с целью повышения эффективности и улучшения
экологических условий на нефтехимических предприятиях Республики
Башкортостан". ..... " —і
^ '">-НАЦИОНАЛЬНАЯ]
.' БИБЛИОТЕКА j
I С Петербург ,q Л
1 оэ ^ітЗіІ\
Цель работы. На основе исследований течения двухфазного потока в условиях его движения через затопленные элементы насадки необходимо: разработать конструкцию насадочного устройства, с учетом требований к контактным устройствам аппаратов, работающих в режиме затопления насадки; получить расчетные зависимости основных гидродинамических характеристик насадочного устройства (предельные нагрузки, газосодержание, гидравлическое сопротивление, продольное перемешивание); разработать инженерную методику расчета указанных параметров абсорбционного аппарата; предложить конструктивное оформление блоков насадки.
Научная новизна работы
Впервые исследовано течение двухфазного потока в условиях его движения через элементы затопленных регулярных насадок. Разработана новая конструкция регулярной насадки ячейковой структуры, образованной посредством элементов двутаврового профиля с соотношением длин полки и стенки 1:1,75, обеспечивающая турбулентный режим взаимодействия потоков газа и жидкости в широком диапазоне нагрузок.
Получены эмпирические уравнения для расчета основных гидродинамических параметров двутавровой насадки.
Разработана и предложена методика расчета абсорбционного аппарата с регулярной двутавровой насадкой при работе в режиме затопления насадки.
Практическая ценность. Разработана конструкция эффективной регулярной двутавровой насадки для абсорбционных процессов, на которую получен патент РФ № 2218983.
Автор защищает:
1 Новую конструкцию регулярной двутавровой насадки для
массообменных процессов в системах газ-жидкость, позволяющей
интенсифицировать массообменный процесс.
-
Результаты экспериментального исследования работы колонного аппарата с регулярной двутавровой насадкой в режиме затопления в системе газ-жидкость.
-
Расчетные зависимости для определения гидродинамических параметров при проектировании абсорбционных аппаратов с регулярной лвутавоовой насадкой.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях: II международная научная конференция «Теория и практика массообменных процессов (Марушкинские чтения) (г. Уфа, 2001 г.)»; VI всероссийская научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении - 2003» (г. Пенза, 2003 г.); научно-практическая конференция «Машиноведение, конструкционные материалы и технологии» (г.Уфа, 2002 г.); научно - практическая - конференции "Нефтепереработка и нефтехимия - 2003", (г. Уфа, 2003).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в девяти печатных работах, получен патент РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех основных разделов, выводов, списка литературы из 131 наименования и 3 приложений. Общий объем диссертации составляет 160 страниц машинописного текста, содержит 53 рисунка и 5 таблиц.
