Устройства для ввода жидкости и пара в колонну

При входе в колонну парожидкостная струя сырья обычно имеет очень большие скорости. Для защиты корпуса аппарата от эрозионного воздействия струи применяются специальные устройства – улиты. Они снабжены отбойным листом, принимающим удар струи. Кроме этого, улиты служат и для распределения потоков сырья по всему поперечному сечению колонны, поэтому форма улиты должна быть такой, чтобы обеспечить выполнение этого условия. На рисунке 2.33 показаны две конструкции улит.

Штуцера ввода сырья в колонну быстро изнашиваются, поэтому их защищают гильзой, смена которой при ремонте не представляет трудностей.

Весьма важным узлом в колоннах с тарелками провального типа и с насадкой является устройство для ввода жидкости и паров для обеспечения равномерного распределения по сечению колонны потоков жидкости (сырья, орошения) и паров (парового орошения). Эти устройства называют оросителями или распределителями.

 

а)при вводе сырья одним потоком	б) при вводе сырья двумя потоками 1 –корпус колонны, 2 – улиты, 3 – защитная гильза, 4 – штуцер колонны

Рисунок 2.33 – Улиты ректификационных колонн

 

Используемые на практике оросители насадочных колонн аналогичны оросителям колонн с тарелками провального типа.

Наиболее часто применяют следующие конструкции распределительных устройств, обеспечивающих неплохое распределение жидкости по сечению аппаратов различного диаметра: распределительные тарелки (рисунок 2.34), желоба, трубчатые распределители (рисунок 2.35), отражатели, центробежные устройства и т.д.

 

Рисунок 2.34 – Распределительная тарелка

 

Распределительные тарелки применяются для орошения насадочных колонн, главным образом с кольцами Рашига, при небольшом изменении жидкостных нагрузок. Применяют их так же, как и перераспределительные тарелки, в колоннах с тарелками провального типа и с насадкой.

Часто в качестве распределителей пара и жидкости применяют трубчатые распределители из перфорированных труб, конструктивно выполненные либо в виде паука, либо в виде коллектора (см. рисунок 2.35).

Перфорированные коллекторы располагают в колонне на высоте около 1 метра над насадкой. Эти устройства обычно применяют для орошения провальных тарелок и нерегулярной насадки.

 

Рисунок 2.35 – Трубчатые распределители

 

Для регулярной насадки, в частности плоскопараллельной, разработаны конструкции коллекторных оросителей.

Достаточно распространены в промышленности желобчатые оросители. Такие оросители, устанавливаемые на расстоянии 1,2–1,4 метра от слоя насадки, используют главным образом в колоннах с нерегулярной насадкой.

Если насадка расположена в колонне слоями, то для орошения каждой секции насадки либо используют отдельные оросители, либо специальные перераспределители, собирающие и перераспределяющие стекающую по колонне жидкость.

Существуют типовые конструкции перераспределительных устройств (тарелок).

Основным их недостатком является то, что они склонны к засорению, и поэтому применяются только на чистых продуктах. Кроме того, трубчатые распределители работают равномерно лишь тогда, когда для заданного хода и напора пара или жидкости правильно выбрана площадь перфорации.

В настоящее время продолжаются работы по усовершенствованию действующих и разработке новых конструкций распределительных устройств и отбойников.

Разработкой новых конструкций таких устройств занимаются многиепредриятия, но наиболее перспективные разработки имеет фирма Зульцер-Хемтех. Специалисты этой фирмы считают, что равномерность распределения жидкости и пара по площади поперечного сечения имеет решающее значение для эффективности разделительного действия. Эмпирическое правило гласит, что нужно устанавливать распределители через каждые 15–20 тарелок.

Частичная загрузка и чувствительность по отношению к грязи и отложениям – это основные отличительные признаки распределителей жидкости. Ниже приведены основные типы распределителей жидкости, разработанных фирмой Зульцер-Хемтех и частично запатентованных.

Элементный распределитель (тип VE, рисунок 2.36) состоит из отдельных каналов, расположенных параллельно основному каналу или над ним. Элементы распределителя очень легко устанавливаются через лаз.

Канальный распределитель (тип VK, рисунок 2.36) во фланцевом исполнении может устанавливаться через лаз. Основное применение – для небольших колонн широкого спектра действия и с небольшим свободным объемом.

 

элементный распределитель	канальный распределитель

Рисунок 2.36 – Конструкции распределителей

Рисунок 2.37 – Трубчатый распределитель

Рисунок 2.38 – Пневматический распределитель

 

Рисунок 2.39 – Специальный распределитель

 

Трубчатый распределитель (тип VRG, рисунок 2.37) для жидкостей с высокой плотностью, вязкостью и малых нагрузок по жидкости, в частности, для колонн с сетчатыми насадками. Для колонн во фланцевом исполнении легко устанавливается через лаз. Применяется только для чистых жидкостей.

Пневматический распределитель (тип VDR, рисунок 2.38) используется в колоннах для перегонки нефти и скрубберах. Необходимо высокое давление.

Специальный распределитель (тип VFS, рисунок 2.39) для сильно загрязненных жидкостей (таких как известковое молоко).