Комбинированный массообменный барботажно-пленочный аппарат

• Автор: Иванов, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 223 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1 ГЛАВА

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Обзор существующих барботажных аппаратов

1.1. Способы создания барботажного слоя.

1.2. Существующие конструктивные решения, направленные на использование барботажного слоя в очистном оборудовании, работающем на средах, склонных к зарастанию

1.3. Секционирование барботажного слоя

1.4. Улавливание сажи в барботажно.м слое.

2. Гидродинамические характерист ики барботажного слоя, образующегося на основных контактных устройствах.

2.1. Режимы работы и структурные параметры барботажного слоя

2.2. Поверхность контакта фаз в барботажном слое

2.3. Сопротивление барботажного слоя
3. Тепло массообменные характеристики барботажного слоя
3.1. Анализ уравнений, предложенных исследователями для расчета коэффициента массоотдачи в газовой фазе
3.2. Анализ уравнений, предложенных исследователями для расчета коэффициента массоотдачи в жидкой фазе.
3.3. Анализ уравнений, предложенных исследователями для описания теплообмена в барботажном слое
4. Гидродинамические характеристики пленочных оросителей.
4.1. Режимы работы пленочных тарелок
4.2. Сопротивление пленочных тарелок
4.3. Поверхность контакта фаз в пленочной зоне
4.4. Пропускная способность пленочного ороси геля.
5. Массообмсн на пленочных тарелках
6. Брызгоунос с барботажного слоя и сепарациопная способность пленочных тарелок.
6.1. Влияние гидродинамических и геометрических параметров на брызгоунос
6.2. Уравнения, предложенные для расчета брызгоуноса
7. Выводы. Постановка задачи исследования
2 ГЛАВА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И МАССООБМЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
КОМБИНИРОВАННОГО АБСОРБЦИОННОГО АППАРАТА.
1. Описание и геометрическая модель комбинированного абсорбционного
аппарата, совмещающего барботажную и пленочную зоны контакта фаз.
2. Выбор методов и соответствующих нм газожидкостных систем для исследования гидродинамики и массоотдачи в комбинированном абсорбционном
аппарата.
3. Описание установок для проведения экспериментов
3.1. Экспериментальная установка
3.2. Экспериментальная установка
4. Методики определения гидродинамических параметров и оценка их гочностн
4.1. Измерение газосодсржания и высоты барботажного слоя.
4.2. Измерение гидравлического сопротивления и брызгоуноса.
4.3. Методика измерения физикохимических свойств жидкой фазы
4.4. Оценка погрешности экспериментального определения гидродинамических
характеристик комбинированного аппарата
5. Методики определения массообменных параметров и оценка их точности
5.1. Порядок проведения экспериментов
5.2. Методика обработки результатов экспериментов и расчета объемного
коэффициента массоотдачи в газовой фазе ,
5.3. Оценка погрешности экспериментального определения объемного коэффициента
массоотдачи в газовой фазе
3 ГЛАВА
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ КОМБИНИРОВАННОГО АБСОРБЦИОННОГО
АППАРАТА.
1. Гидродинамические особенности работы барботажного слон получаемого с помощью подачи газа в аппарат через Гобразнын патрубок с отбойным
диском.
2. Влияние пленочной зоны контакта на гидродинамику нижерасположенного
барботажного слоя.
3. Влияние вязкости н поверхностного натяжения жидкой фазы на гидродинамику барботажного слоя.
5. Брмзгоунос барботажной зоны контакта фаз и сепарацмонная способность
пленочной зоны контакта фаз.
6. Выводы по 3 главе.
4 ГЛАВА
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МАССООТДАЧИ В КОМБИНИРОВАННОМ
АБСОРБЦИОННОМ АППАРАТЕ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ
1. Анализ влияния гидродинамических и конструктивных параметров на
коэффициент массоогдачи в газовой вазе,
2. Обработка результатов экспериментов, рекомендуемое уравнение для расчета коэффициента массоогдачи в газовой фазе У, комбинированного
абсорбционного аппарата.
3. Заключение по 4 главе.
5 ГЛАВА
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ КОМБИНИРОВАННОГО
АБСОРБЦИОННОГО АППАРАТА.
1. Выбор оптимальных конструктивных параметров.
2. Рекомендуемые области использования и пример внедрения
комбинированного аппарата.
3. Методика расчета комбинированного абсорбционного апнарага.
4. Заключение по 5 главе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


К недостаткам введения подвижной насадки можно отнести довольно високос гидравлическое сопротивление, сопровождающееся, однако, ростом эффективности по сравнению с провальными тарелками, повышенный брызгоунос и износ шаров в процессе работы и накопление статического электричества на стенках аппарата 1,7. Такие одноколпачковые Рис. В случаях значительного загрязнения твердой фазой газа рекомендуется использовать барботажные аппараты с вводом газа в слой жидкости с помощью патрубка рис. В реальности проблема зарастания в массообмснпой и газоочистной аппаратуре решается, как правило, путем проектирования различного рода комбинированных аппаратов, приспособленных для решения конкретных производственных задач. Примером такого аппарата может послужить комбинированный пылеуловитель, разработанный на основе анализа гидродинамики газожидкостных потоков в зонах пылеулавливания 8. Способ образования барботажного слоя с использованием патрубка, погруженного или не погруженного в слой жидкости, с установкой отбойного экрана, разработанный в рамках данной работы создан, в том числе, для работы на средах, склонных к зарастанию. Благодаря простоте конструкции достигается минимальная внутренняя поверхность контактного устройства, а в рабочем режиме скорость в патрубке подачи газа находится в диапазоне мс что также препятствует его зарастанию. В совокупности с установкой пленочного оросителя над барботажнмм слоем, который имеет минимальную поверхность, подверженную зарастанию, данный способ создания барботажного слоя образует комбинированный аппарат, позволяющий осуществлять проведение тепло массообменных и газоочистных процессов даже на сильно загрязненных системах газжидкость. При использовании экспериментальных данных и эмпирических зависимостей для расчета и внедрения барботажных аппаратов в реальные технологические процессы зачастую встает проблема масштабного перехода. Это связанно с тем, что процесс барботажа характеризуется предельной сложностью возникающих при этом гидродинамических явлений, во многом зависящий от особенностей конструкции и, в частности, от диаметра аппарата. Исследования, проводимые в лабораториях на экспериментальных установках, также как и наработанный в результате этих исследований материал, на практике с достаточной точностью могут быть использованы лишь на колоннах с близким по значению диаметром и с аналогичной конструкцией контактных элементов. Частично проблема масштабного перехода решается путем сведения эмпирических зависимостей к критериальному виду и использованием в этих уравнениях критериев геометрического подобия. Однако данный способ не обеспечивает достаточной точности уравнений в широком диапазоне изменения геометрических параметров контактного устройства. Критериальные уравнения, как правило, дают достаточную точность лишь в том диапазоне изменения входящих в них параметров, при котором они были получены. Каждый из этих принципов наилучшим образом сочетается с одной или несколькими конструкциями барботажных тарелок. Принцип поперечного секционирования ПоС рис. Целесообразен и наиболее удобен для применения на колоннах небольших и средних диаметров с направленным вводом газа пара по потоку жидкости к переливной перегородке и короткими, невысокими, поперечными потоку перегородками, которые секционируют поток в поперечном направлении, приближая структуру жидкостного потока к идеальному вытеснению и, следовательно, к получению максимальной эффективности 2,9. Принцип продольного секционирования ПрС рис. Наиболее удобен в сочетании с тарелками, имеющими направленный ввод газа в жидкость через относительно крупные просечки или клапаны, причем просечки клапаны дополняются продольными вертикальными перегородками, что делает такие тарелки очень технологичными и при изготовлении и в эксплуатации. Продольные перегородки играют множественную роль они уменьшают унос в сочетании с направленным вводом газа в жидкость улучшают структуру потока, упрощая ее уменьшают долю влияния вредных составляющих в структуре барботажного слоя, такие как рециркуляция жидкости, байпасирование, образование застойных зон. Рис. Рис.