Внутренние узлы колонных аппаратов

Устройства ввода потоков в тарельчатую колонну предусматривают их разное агрегатное состояние - жидкость, газ и газожидкостная система. Основные требования, предъявляемые к конструкции внутренних узлов для ввода и движения газового и жидкостного потоков:

- Плавный безударный ввод потока в колонну;

- Сепарация жидкой фазы от газовой (для газожидкостной системы);

- Обеспечение равномерной работы массообменных устройств;

- Равномерное распределение газа по сечению колонны и жидкости на входе в расположенную ниже тарелку (для жидкого потока);

- Предотвращение повышенного уноса жидкости.

Рисунок 238 - Узел ввода жидкого потока: а - однопоточная тарелка; б - двухпоточная тарелка; 1 - корпус колонны; 2 – тарелка; 3 - патрубок ввода жидкости на верхнюю тарелку; 4 - патрубок ввода жидкости на промежуточную тарелку; 5 - патрубок ввода жидкости на тарелку с центральным сливом жидкости; 6 - патрубок ввода жидкости на тарелку с боковым сливом жидкости

Рисунок 239 - Ввод жидкого потока в колонну

Рисунок 240 - Ввод газового или газожидкостного потока в колонну: а, б – тангенциальный ввод сырья одним потоком; в, г - тангенциальный ввод сырья двуцмя потоками

Рисунок 241 - Узел ввода газожидкостного потока с организованным отводом жидкости

Узлы вывода жидкости из колонны является неотъемлемой частью сложных колонн с отводом боковых продуктов и циркуляцией жидких потоков.

Его конструкция должна предусматривать достаточную емкость, чтобы обеспечить нормальную работу насоса, и не допускать пропуск газовой фазы при больших отборах жидкости.

Рисунок 242 - Узел вывода жидкости из колонны: а - со сливного кармана; б - из сборной тарелки; 1 - корпус колонны; 2 – тарелка; 3 - сливной карман увеличенного размера; 4 - сборная тарелка; 5 - патрубок для прохода газа; 6 - патрубок для отвода жидкости

Для достижения хорошего распределения жидкости по всей высоте насадки, подачи ее в достаточном количестве точек, обеспечение минимального значения брызгоуноса орошения следует подавать на нее равномерно. Для равномерной подачи оросительной жидкости применяют различные распределительные устройства, которые можно разделить на две группы:

- Устройства, подающие жидкость отдельными струями (струйные оросители); к этой группе относятся распределительные плиты и тарелки, желоба, дырчатые трубы, брызгалки и оросители типа сегнерова колеса;

- Устройства, в которых жидкость, подаваемая на насадку, разбивается на капли (разбрызгивающие оросители) в результате удара струи о тарелку (тарельчатые оросители) или торец насадки (многокорпусные оросители) или под действием центробежной силы (вращающиеся центробежные оросители).

Выбор типа распределительного устройства зависит от диаметра колонны, типа насадки, расходов орошения и других факторов.

Рисунок 243 - Брызгалки: а – цилиндрическая; б - полушаровая; в – щелевая

Рисунок 244 - Желобчатый ороситель

Рисунок 245 - Трубчатый ороситель

Рисунок 246 - Распределительные плиты: а, б - с затопленными отверстиями; в - со свободным сливом; 1 – решетка; 2 - патрубок для жидкости; 3 - патрубок для газа

Рисунок 247 - Распределительная тарелка

Рисунок 248 - Перераспределительная тарелка

Насадку укладывают на опорно-распределительные решетки или плиты. Свободное сечение этих устройств должно по возможности приближаться к величине свободного объема насадки, а размеры отверстий исключать провал насадочных тел.

Рисунок 249 - Решетка под насадку:1 - опорное кольцо; 2 – балка; 3 столик; 4 – колосник; 5 – планка

В колонных аппаратах для отделения капель жидкости (брызг) от газа и снижения уноса жидкости в месте введения газового пока (низ колонны), над введением сырья и в верхней части колонны устанавливают каплеуловители (отбойные устройства). Они представляют собой насадку или конструкцию лабиринтного типа, выполненную из пластин, уголков, проволочной простой или гофрированной сетки, просечно-вытяжных гофрированных листов и т.д.

Работа каплеуловителя разделяется на две стадии: при прохождении потока газа через отбойник капли жидкости выделяются из потока в результате столкновения с поверхностью элементов, а затем отводятся с этой поверхности.

Рисунок 250 - Схема секций каплеуловителей: а – пластинчатая; б - выполненная из профиля в виде угла; в – жалюзийная

Рисунок 251 - Каплеуловители: а – горизонтальные; б - вертикальные; в – наклонные

Рисунок 252 - Каплеуловитель из профиля в виде угла

Рисунок 253 - Сетчатый каплеуловитель: а - сетка в плане (способ вязки); б - профиль сетки после гофрирования; в - расположение стока в пакете каплеуловителя; 1 - верхний слой; 2 - нижний слой