WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Для расчета критической скорости газовой фазы необходимо знать эквивалентный диаметр каналов насадки. Для конструкции двутавровой насадки, исследованной в настоящей работе, эквивалентный диаметр насадки определяется из выражения (2). В таблице 1 представлены значения dэкв, рассчитанные для различных диаметров колонного аппарата.

Скорость начала режима подвисания газовой фазы в щелевых зазорах двутавровой насадки определяем по уравнению 0,25 0,г.крит г Wж г lg µ0,16 = -1,72 (10) ж Wг ж g dэкв ж.

Таблица 1 – Значения эквивалентного диаметра двутавровой насадки при различных диаметрах колонного аппарата Ширина Диаметр Эквивалентный диаметр щели, а, м колонны, м насадки, dэкв, м 0,015 0,13 0,0,015 0,2 0,0,015 0,8 0,0,015 1 0,0,015 5 0,, % При использовании водных растворов моноэтаноламинов с концентрацией 2-3 кмоль/м3, предельные нагрузки на 10-15% ниже. Более точные зависимости приводятся в справочной литературе.

Для расчета диаметра колонны в зависимости от объемов очищаемого газа получено следующее уравнение:

1 GV t Dк =, (11) 30 a щ где а – ширина щелевого зазора насадки, м;

t – шаг элементов насадки, м;

GV – объем газа, м3/ч;

щ – скорость газовой фазы в щелевых зазорах насадки, м/с.

Разработанная двутавровая насадка предназначена для замены колец Рашига, используемых в колонных аппаратах комбинированного действия, в нижней части которого используется режим затопления насадки. В этом случае не предполагается больших затрат на модернизацию самой колонны. Основной затратной частью является изготовление насадочных блоков, так как исполнение блоков зависит от внутреннего диаметра колонны.

Расчет прогиба двутавровых элементов, проведенный для различных длин элементов, показал, что величина прогиба не превышает 0,5 мм при длине элементов менее 3м. В данном случае геометрия насадки в пределах погрешности изготовления остается неизменной.

На рисунке 9 представлены варианты конструктивного исполнения блоков двутавровой насадки. Для удобства изготовления и сборки блоки двутавровой насадки рекомендуем принимать не более трех горизонтальных радов элементов в одном блоке. Все элементы двутавровой насадки изготавливаются из полос толщиной 2 мм. Изготовление и сборка блоков насадки осуществляется по типовому технологическому процессу.

Основной проблемой, возникающей при разработке методик расчета промышленных аппаратов, является корректный перенос результатов лабораторных (стендовых) испытаний на реальный аппарат. Как известно из теории подобия, для корректного моделирования насадочных колонн необходимо соблюдение следующих положений:

1) равенство значений критерия Рейнольдса в модели и в реальном аппарате;

2) исследуемая модель должна представлять собой часть промышленного аппарата с сохранением натуральных размеров основных элементов;

3) удельные расходы жидкой фазы в экспериментальной колонне и в реальном аппарате должны быть равны;

4) геометрические размеры и конструкция модельной установки должны быть такими, чтобы исключить заметное влияние стенок аппарата и концевых эффектов - участков у входа и выхода газа и жидкости.

а б в а – прямоугольные блоки насадки, б, в – сегментные блоки насадки с продольным (б) и с поперечным (в) расположение элементов.

Рисунок 9 – Конструктивное исполнение блоков двутавровой насадки Все вышеперечисленные требования учитывались при разработке и проведении экспериментальных исследований двутавровой насадки, что дает возможность сделать предположение о корректности приведенных выше расчетных зависимостей для колонных аппаратов с двутавровой насадкой.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1 Разработана новая конструкция регулярной насадки для массообменных процессов в системах газ-жидкость, с учетом требований для насадочных устройств колонн, работающих в режиме затопления насадки.

Конструкция насадки, кроме прочего, позволяет многократно осуществить секционирование объема колонны элементами насадки, образующими продольные ячейки, тем самым обеспечивая снижение продольного перемешивания жидкой фазы, устранить нежелательные явления свойственные насадкам из керамики – крошение насадки, приводящие к снижению пропускной способности колонны и загрязнению абсорбционного раствора.

2 Эксперименты по определению предельных нагрузок показали, что двутавровая насадка обеспечивает увеличение пропускной способности колонного аппарата в сравнении с кольцами Рашига 25253 (керамика, загрузка внавал) – на 21 %; с Х-образной насадкой – на 19 %. Скорость начала режима подвисания жидкой фазы в двутавровой насадке практически совпадает с регулярной уголковой насадкой. Получены численные значения коэффициентов уравнения Бейна-Хоугена для расчета скорости начала режима подвисания газовой фазы в щелевых зазорах двутавровой насадки, удовлетворительно описывающее экспериментальные данные.

3 Исследования сравнительной эффективности колонн с двутавровой, уголковой, Х-образной регулярными насадками, насадкой из колец Рашига в идентичных условиях при работе экспериментальной колонны в режиме затопления насадки показали, что разработанная насадка в среднем не менее чем на 19 % эффективнее насадки из колец Рашига, на 10 % эффективнее уголковой насадки и на 12 % эффективнее Х-образной насадки.

4 Определены закономерности гидродинамических параметров двутавровой насадки (гидросопротивление, газосодержание, продольное перемешивание жидкой фазы). Полученные эмпирические уравнения позволяют рассчитать указанные параметры с погрешностью, не превышающей 10% - достаточной для инженерных расчетов точностью.

5 Предложена методика расчета абсорбционного аппарата с затопленной двутавровой насадкой, для определения его габаритных размеров и гидродинамических характеристик.

6 Для удобства изготовления, сборки и монтажа насадочных секций в колонном аппарате разработаны конструкции блоков двутавровой насадки для колонн различного диаметра – прямоугольные, сегментные с продольным и поперечным расположением элементов насадки.

7 Результаты проведенных промышленных испытаний указывают на перспективность использования двутавровой насадки для процессов очистки газов, обеспечивающей высокую производительность аппарата и рост массообменных показателей.

Основное содержание работы

изложено в следующих публикациях:

1 Фаткуллин Р.Н., Фетисов В.И., Хафизов Ф.Ш., Абдуллин А.З.

Разработка новой насадки для колонны нейтрализации пропилена в производстве ЭХГ ЗАО "Каустик", оценка эффективности её работы// Теория и практика массообменных процессов химической технологии: Материалы II Междунар. науч. конф. – Уфа: УГНТУ, 2001. – С. 103-104.

2 Гинтер Д.А., Фетисов В.И., Фаткуллин Р.Н. Реконструкция колонны выделения бисамина в цехе № 13 ЗАО «СНХЗ» и изучение её гидродинамических характеристик// Теория и практика массообменных процессов химической технологии: Материалы II Междунар. науч. конф. – Уфа: УГНТУ, 2001. – С. 105-106.

3 Фетисов В.И., Панов А.К., Абдуллин А.З., Фаткуллин Р.Н. Разработка конструкций струйных массообменных насадок и исследование эффективности их работы// Машиноведение, конструкционные материалы и технологии: Сб.

науч. трудов. – Уфа: изд-во Гилем, 2002. – С.93-95.

4 Фаткуллин Р.Н., Тимофеев А.А., Максимов Д.В., Фетисов В.И.

Интенсификация процесса массообмена в колонных аппаратах// Современные технологии в машиностроении – 2003: Сборник статей VI Всерос. науч.- практ.

конф. - Пенза, 2003. – С. 322-325.

5 Фаткуллин Р.Н., Фетисов В.И. Разработка регулярной насадки для абсорбционной очистки газов// Нефтепереработка и нефтехимия – 2003:

Материалы науч.- практ. конф. – Уфа: изд-во ИНХП, 2003. – С. 318-319.

6 Фаткуллин Р.Н., Хафизов Ф.Ш., Фетисов В.И. Исследование продольного перемешивания в колонне с двутавровой насадкой в режиме затопленной щели// Нефтепереработка и нефтехимия – 2003: Материалы науч.- практ. конф. – Уфа: изд-во ИНХП, 2003. – С. 325-327.

7 Фаткуллин Р.Н., Тимофеев А.А., Максимов Д.В. О преимуществе струйных насадок для барботажных абсорберов очистки технологических газов// Современные технологии в машиностроении: Сборник статей VII Всерос. науч.- практ. конф. - Пенза, 2003. – С.56-58.

8 Пат. 2218983 Россия, МПК7 B 01 J 19/32. Двутавровая насадка для массообменных процессов/ В.И. Фетисов, С.Г. Хисматуллин, Ф.Ш. Хафизов, Р.Н. Фаткуллин, А.К. Панов, Ю.А. Ермилов, Ф.Т. Гумиров - № 2002128688/15;

Заяв. 25.10.02; Опубл. 20.12.03, БИ № 35.

9 Максимов Д.В., Тимофеев А.А., Фаткуллин Р.Н. Разработка конструкции регулярной Х-образной насадки с отбойником// Совершенствование управления научно-техническим процессом в современных условиях: Сборник материалов II Международной науч.- практ. конф. – Пенза:

изд-во РИО ПГСХА, 2004. - С. 245-247.

10 Хафизов Ф.Ш., Фетисов В.И., Фаткуллин Р.Н., Абдуллин А.З., Тимофеев А.А., Максимов Д.В. Конструкции регулярных насадок для массообменных процессов в колонных аппаратах// Химическая промышленность – 2004. - Т. 81. - №5. - С. 236-241.

Подписано в печать 09.07.04. Бумага офсетная. Формат 6084 1/16.

Печать трафаретная. Печ. л. 1,4. Тираж 90 экз. Заказ 221.

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Адрес типографии: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов 1.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»