Пристрої для сепарації газорідинних потоків

 

Викидання газовим потоком зрошуючої рідини з масообмінних апаратів небажане, оскільки при цьому знижується якість поділу, втрачаються цінні продукти і погіршується екологічна обстановка, крім того, забруднюються газоходи. Для виключення винесення у верхній частині апарату встановлюють пристрої сепарації: інерційні, відцентрові й комбіновані сепаратори. Частіше для виділення дрібних краплин з газового потоку використовують інерційні сепаратори або відбійну насадку, а також шари металевої сітки. Процес уловлювання відбувається за рахунок укрупнення найдрібніших краплин, що осідають на поверхні насадки.

Відбійники з пластин і куточків (рис. 4.5 а, б, в) мають відносно невеликий вільний переріз, тому у високопродуктивних установках їх не використовують. При великій продуктивності по газу ефективніші жалюзійні відбійники (рис. 4.5 г). Вони виконуються з гофрованих листів 1 з карманами 2 для рідини. Уловлена рідина поступає в зливну трубку 3, занурену в рідину гідрозатвору 4 для виключення проскакування газу.

Робота відцентрових сепараторів (рис. 4.4 д) заснована на відокремленні рідкої фази з газорідинного потоку, що обертається під дією відцентрових сил. Газорідинна суміш, поступаючи через тангенціальні прорізи 1 патрубків 2, розташованих у нижній частини сепаратора і укріплених на тарілці, набуває осьового обертального руху. Рідина концентрується на периферії патрубка і відбійником 3 відводиться в міжтрубний простір. Відсепарований газ виходить через центральний отвір патрубків.

У відцентровому сепараторі циклонного типу газорідинна суміш проходить через вбудовану в апарат циклонну камеру.

 

а     б     в г     д   Рис. 4.4.Пристрої сепарації газорідинних потоків:   а) з пластин; б), в) з куточків; г) жалюзійний: 1 – гофровані листи; 2 – карман; 3 – зливна трубка; 4 - гідрозатвор; д) відцентровий: 1 – тангенціальні прорізи; 2 – патрубки; 3 – відбійники.

 

4.2. Ректифікаційні колони

 

Типові конструкції ректифікаційних колон

 

Процес ректифікації здійснюють в ректифікаційних установках, що складаються з ректифікаційної колони, дефлегматора, холодильника-конденсатора, підігрівача початкової суміші, збірників дистиляту і кубового залишку. Дефлегматор, конденсатор і підігрівач є звичними теплообмінниками.

В залежності від способу організації контакту фаз колонні апарати поділяються на тарілчасті, насадкові й плівкові (рис. 4.5). За конструкцією тарілок розрізняють ковпачкові й

а	б	в
г
Рис. 4.5. Ректифікаційні колони:   а) тарілчаста: 1 – опора; 2 – днище; 3 – корпус; 4 – кришка; 5 – відбійний пристрій; 6 – тарілки; 7 – пристрій для введення сировини; б) насадкова: 1 – теплообмінник; 2 – корпус колони; 3 – насадка; 4 – пристрій для розподілу рідини по перерізу колони; 5 – патрубок для відведення пари; в) трубчаста плівкова: 1 – куб; 2 – труби; 3 - холодильник; г) царга тарілчастої колони: 1 – зливна труба; 2 - зливна перегородка; 3 – переливна перегородка; 4 – тарілка; 5 – стійка; 6 – кронштейн; 7 – ковпачок; 8 – прокладка.

 

сітчасті, а плівкові поділяються на трубчасті колонні і відцентрові плівкові ректифікатори. Насадкові апарати розрізняються типом насадки. На підприємствах близько 60% апаратів - тарілчасті, інші – насадкові. Контакт фаз рідина – пара в тарілчастих апаратах відбувається на тарілках різної конструкції, в насадкових і плівкових апаратах пара контактує з плівкою рідини, що стікає або по поверхні труб або по поверхні насадки різної конструкції.

 

Тарілчасті колони

Тарілчасті колонні апарати складаються з вертикального корпусу 3, рис. 4.5 а), сферичної або еліптичної кришки 4 (верхньої і нижньої), днища 2, жорстко скріпленого з нижньою частиною корпусу, яка має циліндричну або конічну форму. У високих колонах невеликого діаметру конічні опори сприяють підвищенню стійкості і зменшенню навантаження на фундамент. Усередині корпусу змонтовані тарілки 6, пристрій введення сировини 7, відбійний пристрій 5, штуцери для рідини й пари. Для зручності монтажу і ремонту відстань між тарілками бажано приймати не менше 450 мм. Обслуговування і монтаж тарілок ведеться через люки, які рекомендується розташовувати через кожні 5-10 тарілок, діаметр люків 450-600 мм, а відстань між тарілками в місці установки люка від 800 до 1000 мм. Зазвичай корпуси по висоті колони виготовляються з постійним діаметром, проте при зміні навантаження корпус може бути ступінчастим з конусними переходами. На корпусі передбачаються штуцери: для введення продукту і виведення пари, введення флегми і пари з кип'ятильника, виведення кубового залишку і циркулюючої кубової рідини в кип'ятильнику, а також штуцери для манометрів, термометрів по висоті колони, рівнемірів і відбору проб, запасні штуцери для проміжних фракцій.

Корпус колони виготовляють зварним, або складають із царг (діжок). Суцільнозварними виготовляють корпуси з діаметром більше 1200 мм і для високого робочого тиску; царгові колони мають діаметр 400÷1000 мм і працюють при тиску, який менший за 1,6 МПа. Царги (рис. 4.5 г) постачені тарілками 4, які являють собою відбортовані диски з пристроями подачі і зливу рідини на тарілку, введення (пари, газу). Для створення рівня рідини на тарілці служить зливна 2 і переливна 3 перегородки. Висота переливної перегородки постійна і під рівень рідини в переливному кармані опускається зливна труба 1.

Висота зливної перегородки регулюється для підтримки необхідного рівня на тарілці. Нижня тарілка у царзі встановлена на кронштейнах 6, а інші – на стійках 5. У зазорі між тарілкою і корпусом встановлені прокладки 8 з азбестового шнура, які закріплюються притискним кільцем і скобами. У апаратах з d>1200 мм використовуються розбірні тарілки.