Абсорбция в центробежных пленочных аппаратах и методы ее расчета

• Автор: Конев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 210 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

условные обозначения .

Аналитический обзор .

. Центробежные тепло массообменные аппараты. Области применения, основные характеристики.

I. Моделирование массообмена на границе раздела фаз.

Массообмен в плнках жидкости .

Выводы.

. Численное моделирование процесса абсорбции

плохорастворимого газа в центробежной жидкой пленке в отсутствии теплоты растворения .

. Абсорбция в изотермических условиях.

Л.Область формирования ДПС в жидкости, г

.2.Область установления равновесия массообмена, I , оо .
. Влияние профиля концентрации на характер
развития ДПС в центробежной пленке жидкости
. Массообмен в центробежном поле, осложненный
теплообменом с контактным элементом КЭ.
2.3Л.Область формирования ТПС и ДПС, г
2.3.2.Область установления теплового равновесия
и формирования ДПС Л
2.3.3.Область установления тепло и массообменного равновесия, г 2, оо
Вывода.
ГЛАВА III. Неизотермическая абсорбция газа пленкой жидкости в центробежном поле, осложннная
теплообменом с окружающей средой.
3.1.Область формирования ТПС и ДПС, г е
3.2.Область установления теплового равновесия
и формирования ДПС Л
3.3.Область установления тепло и массообменного равновесия, I иг, оо
Вывода.
ГЛАВА IV. Моделирование процесса абсорбции газа в центробежном поле с учтом сопротивления
газовой среда
4.1.Область формирования ДПС в пленке жидкости,
I ио,.
4.2.Область установления равновесия массообме
на, I , а
Вывода.
ГЛАВА V. Метод постоянного давления в экспериментальном исследовании элементов центробежных абсорберов.
5Л.Описание схемы экспериментальной установки
5.2.Методика проведения экспериментальных иссле
дований.
5.3.Выбор модельной системы газжидкость
5.4.Методика обработки экспериментальных данных
5.5.Обсуждение экспериментальных данных. Сравнение с теорией
5.6.Приближенный инженерный расчт коэффициентов массоотдачи в области формирова
ния ДПС
Выводы.
Заключение.
Список использованной литературы


Характер теплообмена и режим кипения обеспечивают стабильное образование паров рабочей жидкости, их устойчивое поступление в паропроводы насоса, что в конечном итоге приводит к улучшению рабочих характеристик и сокращению времени выхода насоса на режим. Нагрев и кипение малого количества рабочей жидкости позволяют уменьшить потребляемую мощность насосом и увеличить его экономичность. На рис Л. Колонна работает следующим образом. Обрабатываемый газ подаётся на нижнюю секцию колонны и последовательно проходит через патрубки. В зоне действия каждого массообменного устройства происходит контактирование газа с жидкостью. Жидкость противотоком с верхней тарелки проходит через переливное устройство , затем дополнительное устройство и попадает в зазоры между конусами пакета, что увеличивает эффективность массообменного процесса в целом. Для проведения процессов тепло- массообмена в системе газ (пар)- жидкость, например- абсорбции, десорбции, ректификации предназначен ротационный массообменный аппарат, схематично представленный на рис Л . Аппарат состоит из корпуса, многоступенчатого ротора в виде закрепленных на валу винтовых лопастей, к которым в свою очередь прикреплены заборные трубки, опущенные в стакан, установленный в нижних частях переливных устройств, выполненных в виде усеченных конусов . Аппарат работает следующим образом. Газ (пар) подают в нижнюю часть аппарата, жидкость- в его верхнюю часть. Газ (пар), проходя перфорацию усеченных конусов контактирует с жидкостью, стекающей в виде пленки по переливному устройству и отбрасываемой центробежной силой. Стекающая по усеченным конусам жидкость собирается в стакане, откуда часть ее с помощью заборных трубок возвращается на конус, остальная часть стекает в зазор между валом ротора и стаканом. Тяжелая фаза подаётся в аппарат через штуцер,контактирует по мере прохождения через рабочую зону аппарата с лёгкой фазой, поступает в нижнюю сепарационную зону и выводится из аппарата. Лёгкая фаза вводится через распределительное устройство в нижнюю часть аппарата, движется вверх и выводится из верхней сепарационной зоны с помощью штуцера. В рабочем объёме аппарата под действием вращающихся дисков происходит движение обеих фаз. На эти движения накладывается противоточное движение лёгкой и тяжёлой фаз. Известна конструкция абсорбера,разработанная Хохловым (рис. Ю/. Гидро- и аэродинамические испытания опытного абсорбера диаметром 1. Проводились опыты по абсорбции Ш. С водой. Опыты показали, что с ростом скорости вращения дисков до (об/мин) коэффициент массопередачи быстро возрастает, после чего сохраняет примерно постоянное значение. При п= (об/мин) объёмный коэффициент массопередачи при абсорбции аммиака составлял 0. На основе описанных опытов были предложены формулы для расчёта массоотдачи в газовой и жидкой фазах /II/. Абсорбером с вращающимися погружными конусами является абсорбер Фельда /5, разд. Л.1. Внутри цилиндрического корпуса I на вращающемся’валу 5 расположен пакет усечённых конусов 4 погруженных в тарелку. При вращении вала, жидкость под действием центробежной силы поднимается по конусам и сбрасывается с их верхних обрезов. Такие абсорберы нашли применение в коксохимической промышленности, а также при охлаждении и очистке газов //. Опытный абсорбер с диаметром I. I (м) и высотой 3. H2S и С раствором моноэтаноламина //. Абсорбер имел по высоте восемь элементов, составленных из четырех конусов с наибольшим диаметром 0 (мм). При скорости вращения вала п=0 (об/мин) степень очистки от H2S составляла . Гидравлическое сопротивление 0 (Па). К аппаратам с погружными конусами относится аппарат Сафина // показанный на рис. I.1. Аппарат состоит из корпуса I с расположенным в нём конусом-питателем 6 и концентрических колец 7. Нижний край усечённого конуса-питателя погружён в жидкость, находящуюся в жёлобе 8. В результате перетекания, соударения с вращающимися кольцами 7 жидкость эффективно разбрызгивается. После разбрызгивания с наружного кольца она собирается в желобе 9 и по перетокам стекает в жёлоб 8. Перетекание жидкости из ступени в ступень происходит за счёт переполнения желоба 8.