Тема: Режимы работы насадочной ректификационной колонны
Краткое описание режимов работы насадочной колонны
При изучении противоточного движения газа и жидкости в насадочных колоннах наблюдаются 4 режима движения, возникающие в зависимости от плотности орошения и скорости газа.
Пленочный режим работы насадочной колонны имеет место при малых плотностях орошения и малых скоростях газа (пара).
В этом режиме орошающая жидкость движется по орошаемой насадке в виде пленок и капель, перемещающихся от одного элемента насадки к другому. Контакт между паром и жидкостью происходит на поверхности жидкости, смачивающей насадку.
Пар движется в этом режиме непрерывным сплошным потоком, заполняя свободный объем насадки. Дисперсной фазой при этом режиме является жидкость, а сплошной фазой — газ.
Промежуточный режим работы насадочной колонны возникает при увеличении плотности орошения и скорости газа при переходе к турбулентному режиму. В промежуточном режиме уже начинает сказываться тормозящее действие пара на жидкий поток. Пленки и струи в этом режиме, взаимодействуя с паром, заставляют его образовывать вихри, однако сплошной фазой и в этом режиме является пар. При дальнейшем увеличении скорости пара возникает турбулентный режим.
Турбулентный режим работы насадочной колонны характеризуется тем, что жидкая фаза в нем турбулизована, но течение ее сохраняет струйно-пленочный характер. Режим этот возникает при таких скоростях пара, при которых пар препятствует стоку жидкости и вызывает подвисание (задержку) жидкости в насадке.
Взаимодействие фаз происходит на поверхности турбулированной пленки жидкой фазы. Сплошной фазой остается паровая фаза.
Эмульгационный режим работы насадочной колонны. Турбулентный режим переходит в последний, наиболее эффективный, режим эмульгирования. При этом режиме работы насадочной колонны нельзя уже определить, какая из фаз является сплошной, а какая — дисперсной. Фазы непрерывно инверсируют, меняясь ролями. Происходит интенсивное перемешивание фаз. Режим этот возникает при больших плотностях орошения и скорости газа. Как в той, так и в другой фазах при этом режиме возникают многочисленные вихри. При дальнейшем увеличении скорости газа в некоторый момент жидкость перестает перемещаться вниз и увлекается потоком газа вверх. Происходит явление, называемое «захлебыванием» колонны. Жидкость поднимается выше верхнего уровня насадки и выбрасывается из аппарата.
