Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

ЛЕКЦИЯ №6




Вопросы для повторения.

7. Содержание понятия «средства обучения».

8. Значение средств обучения в курсе естествознания.

9. Классификация средств обучения в курсе обучения естествознанию.

10. Учебник – важнейшее средство обучения. Тексты и внетекстовые компоненты. Приемы работы с текстом.

11. Дидактическая ценность натуральных средств обучения. Работа с коллекциями, гербариями.

12. Плоскостные и объёмные средства. Виды таблиц по естествознанию. Методика работы с ними. Роль карты в изучении естествознания.

13. Аудиовизуальные средства обучения. Экранные средства обучения. Методика работы с экранно-звуковыми средствами.

14. Вспомогательные средства обучения – лабораторное и экскурсионное оборудование.

15. Комплексное использование средств обучения.

(лекция предназначена для студентов вечерней формы обучения на основании лекции №3 Фахрутдинова Р.З., учебника Скобло, справочника Рабиновича. Составлена 9 ноября 2007 года.)

 

(окончание лекции №5)

 

Поскольку величина эффективности h зависит от изменения значения скорости паров W, важной характеристикой работы контактной тарелки является диапазон ее эффективной работы

где и максимальная и минимальная скорости пара в колонне, соответствующие принятому значению эффективности h. На рис. представлены типичные кривые h от W для основных типов тарелок.

У тарелок барботажного типа с переливными устройствами зависимость h от W соответствует кривой 1, т.е. ее эффективность мало меняется в широком интервале изменения нагрузок (обычно ). Кривая 2 характерна для тарелок с барботажным режимом работы в начале рабочего диапазона и прямоточным движением в его конце, а также для барботажных тарелок провального типа. В этом случае, реализация большого рабочего диапазона, связана с существенной потерей эффективности тарелки по сравнению с максимальной эффективностью. Кривая 3 характерна для тарелок с прямоточным движением фаз, имеющих максимальную эффективность в области больших скоростей пара. В этом случае широкий диапазон рабочих нагрузок может быть получен при относительно низкой эффективности.



Стремление при проектировании реализовать рабочую нагрузку колонны вблизи максимума эффективности может привести к тому, что на практике даже при наличии современных систем автоматизации колонна не сможет обеспечить заданное разделение фракций или производительность.

 

Колпачковая тарелка с круглыми колпачками

 

Тарелки этого типа – «классические», хотя они в настоящее время еще имеют широкое распространение, они постепенно вытесняются более эффективными тарелками других типов.

 

1 – Основание;

2 – Патрубки;

3 – Колпачки;

4 – Сливная перегородка;

5 – Затворная перегородка;

6 – Переливная планка.

 

 

Тарелка состоит из основания в виде диска 1, перекрывающего большую часть сечения колонны. В диске имеются круглые отверстия с установленными в них патрубками 2, над которыми крепятся колпачки 3. В нижней части колпачков делаются прорези. Тарелки имеют переливное устройство, сливную регулирующую планку 6., затворную перегородку 5. Размеры колпачков определяются с одной стороны возможностью более полного их на плоскости тарелки, и с другой стороны, экономическими соображениями.

Рассмотрим особенности работы барботажной тарелки на примере колпачковой тарелки с круглыми колпачками.

Жидкость поступает на тарелку из переливного устройства и течет от приточной стороны тарелки к сточной, при этом на тарелке возникает градиент уровня жидкости D. Стенка переливного устройства погружена в жидкость, находящуюся на нижележащей тарелке, что обеспечивает в колонне соответствующий гидравлический затвор, исключающий возможность прохождения паров через переливное устройство. Уровень жидкости в переливном устройстве выше уровня жидкости на тарелке, что обеспечивает необходимый расход жидкости.

Высота слоя жидкости на полотне тарелки определяется высотой сливной перегородки и подпором жидкости над гребнем слива . Изменяя высоту сливной перегородки можно менять уровень жидкости на тарелке.

Вследствие разности давлений между двумя смежными тарелками и наличия гидравлического затвора в переливном устройстве поток паров направляется через паровые патрубки под колпачки и через прорези поступает в слой жидкости на тарелке. При барботаже газа осуществляется контакт между фазами и протекает массообмен между ними.

Данному режиму соответствует определенная степень открытия паров , которая обеспечивает пропуск паров, приходящихся на одну прорезь. При этом уровень жидкости под колпачком ниже, чем на полотне тарелки.

Поток паров при поступлении в слой жидкости прорезями колпачков разбивается на большое число отдельных струй, которые с большой скоростью входят в жидкость. В пространстве между смежными колпачками паровые и жидкостные струи сталкиваясь, деформируются, образуя слой газожидкостной системы (пены) с сильно развитой поверхностью контакта фаз.

Наблюдения показали, что все пространство между смежными колпачками может быть разбито на следующие основные зоны:

1. Небарботируемой жидкости (зона 1);

2. Недеформируемых струй (зона 2);

3. Деформируемых струй – пены (зона 3);

4. Парового пространства с взвешенными каплями жидкости (зона 4).

Зона небарботируемой жидкости 1 образуется между полотном тарелки и нижней границей открытых прорезей. Непосредственно через этот слой жидкости пар не проходит, поэтому массообмен в этой зоне малоэффективен.

К зоне недеформируемых струй 2 относится часть пространства между колпачками от места выхода паровых струй из прорези колпачков, до места столкновения струй, выходящих из двух смежных колпачков. В этой зоне поверхность контакта фаз обусловлена в основном поверхностью струй. Высота этой зоны зависит от расстояния между колпачками и скорости выхода пара (газа) из прорезей колпачков.

С увеличением скорости паров в прорезях колпачков увеличивается вылет газовой струи в жидкости и сокращает путь струй до момента их столкновения, что приводит к уменьшению высоты зоны недеформируемых струй.

Уменьшение расстояния между колпачками также приводит к сокращению зоны недеформируемых струй. Однако чрезмерное уменьшение этого расстояния затрудняет движение жидкости по тарелке, увеличивает градиент жидкости D и может привести к повышению уноса жидкости с тарелки потоком паров вследствие увеличения скорости выхода паров из жидкости между колпачками в зоне барботажа.

Для зоны пены 3 характерны наиболее развитая поверхность контакта и наиболее эффективный массообмен. Высота слоя пены возрастает с увеличением слоя жидкости на тарелке и скорости потока паров. С увеличением высоты слоя пены увеличивается гидравлическое сопротивление движению потока паров и вследствие уменьшения высоты сепарационного пространства (расстояния от поверхности пены до вышележащей тарелки) возрастает унос жидкости с тарелки на тарелку.

В межтарельчатое сепарационное пространство вместе с потоком паров попадают капли жидкости различных размеров. Крупные капли, как правило, под действие силы тяжести вновь возвращаются в слой жидкости. Мелкие капли, а также часть средних и крупных капель транспортируется потоком паров на вышележащую тарелку, что и приводит к их уносу. Поверхность контакта фаз в сепарационном пространстве барботажных тарелок в основном определяется поверхностью капель жидкости, вклад которых в массообмен незначителен.

Бесколпачковые барботажные тарелки (из S – образных элементов, клапанные, ситчатые), снабженные переливными устройствами, по принципу работы аналогичны работе колпачковой тарелки. У этих тарелок поток паров разбивается на струи в соответствии с числом отверстий, имеющихся на тарелке. Слой жидкости удерживается на таких тарелках благодаря напору потока паров, проходящих через отверстия в полотне тарелки. Высота слоя жидкости регулируется высотой сливной перегородки. При недостаточном напоре паров жидкость начинает стекать на лежащую ниже тарелку через те же отверстия, через которые проходит и пар, в связи с чем поддержание необходимого уровня жидкости на тарелке становится невозможным. Это приводит к значительному снижению эффективности контакта фаз.

Неполное использование площади тарелки происходит в основном из – за того, что колпачки пропускаются в местах, где они будут очень близко расположены к корпусу колонны. Потери эффективной площади тарелки колонны заданного диаметра увеличиваются с увеличением диаметра колпачка.

Для того, чтобы потери эффективной площади в колоннах разного диаметра были примерно одинаковые, необходимо, следовательно, применять колпачки разного диаметра. Рекомендуются к применению колпачки таких размеров, при расположении которых теряется 5 ÷ 10% эффективной площади тарелки.

Колпачки располагаются как правило, в вершинах равностороннего треугольника, а ряды колпачков – перпендикулярно потоку жидкости. Расстояние между центрами колпачков, т.е. наг (l) принимается обычно равным 1,3; 1,6; 1,9 от диаметра колпачка. Чем больше шаг, тем меньше свободное сечение тарелки.

Меньшие значения l/dк применяются в основном для вакуумных колонн, для того, чтобы получить небольшие величины гидравлического сопротивления тарелок. Средние значения – для колонн, работающих при атмосферном и умеренным давлением. Большие значения – для колонн, работающих под высоким давлением, абсорберов, десорберов.

Высота сливной планки принимается такой, чтобы погружение прорезей было не менее 12 мм.

Для разных колонн рекомендуется принимать следующие величины затопления продукцией, т.е. погружение прорезей и уровень жидкости над сливом:

Хороший контакт обеспечивается при затоплении прорезей на 75 ÷ 100 мм, однако, для вакуумных и атмосферных колонн такое затопление приведет к чрезмерному увеличению гидравлического сопротивления.

Еще раз: Колпачковые тарелки наиболее дороги и металлоемки по сравнению с другими типами тарелок, поэтому можно ожидать, что они будут вытеснены из практики нефтепереработки. Следует добавить, что они малотехнологичны в сборке. Но работают они при любых сложных условиях.

В последние годы предложены колпачковые тарелки с низкими колпачками, обеспечивающие низкое гидравлическое сопротивление.

 

Тарелки с S – образными элементами

 

В нефтепеработке широкое распространение нашли тарелки с S - образными элементами.

1 – паровая секция;

2 – желоб;

3 – S образный элемент;

4 – сливная планка;

5 – жидкостная секция;

6 – патрубок.

 

В центральной части тарелки расположены S – образные элементы одинакового профиля. Соединяясь друг с другом они образуют патрубки для прохода пара. С другой стороны в каждой секции имеются трапециевидные прорези. С обеих сторон колпачки закрывают заглушками. С одной стороны тарелка заканчивается жидкостной секцией (5), которая крепится к сливной перегородке, она одновременно служит сливной планкой. С другой стороны тарелка заканчивается паровой секцией (1). Переливные устройства - обычные для тарелок.

S – образные тарелки имеют ряд преимуществ по сравнению с колпачковыми. S – образные элементы через 6 – 8 штук делаются разборными, что позволяет демонтировать любую часть тарелки без разборки другой.

Свободное сечение тарелки – 11 – 12%, рабочая площадь ~ 80% от сечения колонны. КПД этих тарелок рекомендуется принимать занижено, т.к. при малых нагрузках они имели малый КПД. Не рекомендуется применять эти тарелки там, где возможно их загрязнение, т.к. очищать эти тарелки без разбора очень трудно.

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 557; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.018 сек.