Wypełnienia nasypowe ceramiczne

W urządzeniach nasadowych ciecz nawadniająca jest równomiernie rozprowadzana po przekroju urządzenia za pomocą różnych zraszaczy 3 (pokazano najprostszy - wykonany w postaci fragmentu kuli z otworami i działający na zasadzie natrysku). Jedną z wad aparatów wypełniających jest nierównomierność przepływu cieczy po przekroju kolumny, spowodowana efektem przyściennym. W miarę przesuwania się w dół aparatu ta niejednorodność nasila się. A ze względu na mały przepływ cieczy w strefach osiowych, znacznie pogarsza się sprawność absorbera. Aby zmniejszyć poprzeczną niejednorodność przepływu cieczy, uszczelnienie ładuje się w warstwach 2, a między nimi umieszcza się urządzenia redystrybucyjne 5, które zbierają płyn w kierunku środka i zapewniają bardziej równomierne nawadnianie uszczelnienia na przekroju poprzecznym Urządzenie. Najprostszym dystrybutorem cieczy jest pokazany stożek zbierający 5.

1. Schemat kolumny z wypełnieniem 2,31

Kolumna 1-nasadowa, 2-warstwowa, 3-irygator.

4-siatka, 5-płyty redystrybucyjne

Jako wypełnienia nieregularne stosuje się bryły o różnych kształtach, ładowane do korpusu kolumny luzem. W efekcie w kolumnie tworzy się złożona struktura przestrzenna, zapewniająca znaczną powierzchnię styku faz.

Wśród nasad napełnianych luzem szeroko stosowane są pierścienie Raschiga, które są odcinkami rur, których wysokość jest równa średnicy zewnętrznej. Niski koszt i łatwość wykonania pierścieni Raschiga sprawiają, że jest to jeden z najpopularniejszych typów dysz. W celu zintensyfikowania procesu przenoszenia masy opracowano konstrukcje dysz cylindrycznych z przegrodami usytuowanymi średnicowo, krzyżowo lub wykonanymi w formie łopatek. W porównaniu do innych typów dysz, pierścienie Raschiga mają stosunkowo niską wydajność i stosunkowo dużą wytrzymałość.

Pakowanie o wielkości elementu do 50 mm jest ładowane do absorbera luzem. Wysokość warstwy wypełnienia w każdej sekcji wynosi zwykle 4–5 średnic kolumn, ale nie więcej niż 2–3 m. Odległość między warstwami wypełnienia określa konstrukcja rozdzielnicy.

Charakterystyczną cechą pracy kolumn z wypełnieniem z załadowaniem elementów wypełnienia luzem jest powstawanie stref stagnacji - ze stacjonarną (wolno poruszającą się) cieczą w miejscach gęstszego wypełnienia wypełnienia.

Zastosowanie przemysłowe znalazło obecnie jedną z odmian dysz pierścieniowych - pierścienie Pall. Przy wytwarzaniu takich pierścieni na ścianach bocznych wykonuje się dwa rzędy prostokątnych nacięć przesuniętych względem siebie, których płatki są wygięte wewnątrz dyszy. Konstrukcja pierścieni Pall w porównaniu z pierścieniami Raschiga pozwala, przy ich zbliżonych parametrach geometrycznych, zwiększyć przepustowość o 1,2 razy, zmniejszyć opór hydrauliczny 1,6-4 razy i zwiększyć wydajność o prawie 25%.

Dysza Nu-Rak (Hi-Pek). Jest to pierścień cylindryczny, na bocznej powierzchni którego również wykonane są otwory, ale w przeciwieństwie do pierścieni Pall, każdy płatek jest również ścięty i zagięty do środka.

Główną wadą nasasy nieregularnych (masowych), która ogranicza ich zastosowanie w produkcji wielkowydajnej, jest nierównomierny rozkład przepływów kontaktowych w przekroju aparatu. pierścienie w przeciwnych kierunkach. Boczna powierzchnia elementu posiada trzy pierścieniowe żebra usztywniające, co zapewnia pewną szczelinę między pierścieniami w warstwie i zwiększa udział wolnej objętości. We wnęce wewnętrznej pierścieni Hy-Pak dochodzi do turbulencji przepływu pary i intensywnego kruszenia cieczy, co pozwala na zwiększenie intensywności wymiany masy o 10–30% w porównaniu z pierścieniami Pall o podobnych parametrach hydrodynamicznych.

Na ryc. 2.32,e przedstawia nasadę Levapak o ulepszonej konstrukcji, wykonaną z pierścieni pociętych wzdłuż tworzącej na dwie części, z których każda ma dwa lub trzy rzędy otworów z występami o różnej długości, zagięte w sąsiednich rzędach w różnych kierunkach. Takie wypełnienie tworzy warstwę o równomiernie rozłożonej porowatości i gęstości nasypowej, co przyczynia się do bardziej równomiernego rozprowadzenia cieczy w warstwie. Boczne krawędzie elementów pakujących posiadają ząbki, co również przyczynia się do dodatkowego zgniatania i turbulencji przepływów. Uszczelnienie Levapak przewyższa pierścienie Pall pod względem wydajności przenoszenia masy średnio o 27% i ma niższy (23%) opór hydrauliczny.

Nasada zbiorcza Cascade Mini-Rings firmy Glitsch. Na bocznej ściance takich pierścieni wykonuje się jeden rząd nacięć, płatki są zagięte wewnątrz pierścienia. Podczas ładowania elementów dyszy do urządzenia realizowana jest zasada autoorientacji, tj. pierścienie w warstwie są korzystnie zorientowane w pozycji otwartej na przepływ pary, co zapewnia równomierny rozkład przepływu cieczy na powierzchni wypełnienia, wysoką przepustowość i niski opór hydrauliczny.

Siodła Berla, których powierzchnia jest paraboloidą hiperboliczną, w porównaniu z pierścieniami Raschiga o tych samych rozmiarach wypełnień, mają o około 25% większą powierzchnię właściwą i mają mniejszy opór hydrauliczny.Główna różnica między dyszami siodełkowymi a cylindrycznymi to: ich wysoka zdolność do redystrybucji płynów przepływających przez aparat.

Nasadka, znana jako siodełka Intallox, jest obecnie najpopularniejszą nasadką ceramiczną. Jego powierzchnia jest częścią torusa. Gniazda Intallox są łatwiejsze w produkcji niż gniazda Burl, mają większą wytrzymałość mechaniczną, zapewniają większą jednorodność w rozmieszczeniu uszczelnień i nie tworzą preferowanych ścieżek przepływu płynu.

Szczególne miejsce wśród dysz siodełkowych zajmują metalowe siodełka Intallox, utworzone przez łukowaty pasek z wytłoczoną przegrodą i zagiętymi do wewnątrz płatkami. Doświadczenie w eksploatacji aparatów przemysłowych wykazało, że dysza ta zapewnia wysoką wydajność nawet przy niewielkich obciążeniach, dobre samorozprowadzanie cieczy, wytrzymałość mechaniczną, niewielki ciężar i nacisk na ściankę aparatu.