25. Вътрешни устройства на колонни апарати. Видове плочи, тяхната класификация и изисквания към тях. Дизайнът на закрепването на вътрешните устройства. Брейкъри.
По вида на използваните контактни устройства най-широко разпространени са тарелковите и набитите дестилационни колони.В дестилационните колони се използват стотици различни конструкции контактни устройства, които се различават значително по своите характеристики и технико-икономически показатели.
Дисковите контактни устройства на апаратите за дестилация и абсорбция се класифицират:
– по броя на потоците; – по видове и конструкция на контактните елементи; - по характера на взаимодействието на фазите в контактната зона; - организиране на преливане на течности и др.
Според броя на потоците (дренажите) плочите биват едно-, дву- и многонишкови (фиг. 2.3). Използват се и многоотводни плочи с равномерно разпределени по площта сливи и плочи с каскадно платно.
Многопоточни и многоразрядни тарелки се използват в колони с голям диаметър и със значителни скорости на потока на течността. Такива плочи осигуряват по-равномерно ниво на течността и разпределение на парите върху площта на контактните устройства.
В зависимост от посоката на движение на парната и течната фази в контактната зона се разграничават плочи с директен поток, противопоток и напречен поток.
Според организацията на преливането на течността плочите се разделят на преливни и непреливни (тип повреда).
Според вида на контактните елементи плочите се разделят на:
- капачка (с капсулни и тунелни капачки); - с S-образни елементи; - сито с преградни елементи; - сито-вентил; - вентил (едно- и двупоточен); - вентилен баласт; - решетка; - жалузи-клапа; - струйно насочен (люспест).
според метода на организиране на относителното движение на потоците на контактуващите фази
– за противоток, правоток, напречен поток инапречен поток;
- според управляемостта на сечението на контактуващите фази - с нерегулирани и регулируеми сечения.
Прикрепващите контактни устройства обикновено се разделят на следните два вида: нередовни и редовни.
Тарелките с противоточен потоксе характеризират с висок капацитет за течности, проста структура и нисък разход на метал. Техният основен недостатък е ниска ефективност и тесен обхват на стабилна работа, неравномерно разпределение на потоците в секцията на колоната, което значително ограничава тяхното използване.Еднопоточните тарелкисе характеризират с повишена производителност, но умерена ефективност на разделяне, повишено хидравлично съпротивление и трудоемко производство, те са предпочитани за използване в процеси на разделяне под налягане.1) тарелки с нерегулирано сечение на контактните фази на следните конструкции: сито, сито с прегради, капачка с кръгли, правоъгълни, шестоъгълни, S-образни, набраздени капачки 2) тави с регулируема секция от следните конструкции: клапан с капсула, диск, плоча, дискови изхвърлящи клапани; вентили с баласт; комбиниран капак-клапан (например S-образен и сито с клапан) и др.
Тарелките с кръстосан поток се характеризират като цяло (с изключение на ситовите тарелки) с най-голям разделителен капацитет, тъй като времето на престой на течността върху тях е най-дълго в сравнение с други видове тарелки. Недостатъците на капачките включват ниска специфична производителност, относително високо хидравлично съпротивление, висока консумация на метал,сложност и висока цена на производство Ситовите тави с прегради имат сравнително ниско хидравлично съпротивление, повишена производителност, но по-тесен работен обхват в сравнение с мехурчетата. Те се използват главно във вакуумни колони
Тарелките с напречен потоксе различават от тарелките с напречен поток по това, че използват енергията на газ (пара), за да организират насоченото движение на течността над тавата, като по този начин елиминират напречните неравности и обратното смесване на течността върху тарелката и в резултат на това увеличават производителността на колоната.Контактната ефективност в тях обаче е малко по-ниска, отколкото в тарелките с напречен поток.тарелки с напречен поток, въвеждането на които при редица рафинериите в страната направиха възможно подобряването на техническите и икономическите показатели на агрегатите за дестилация на нефт
В устройства с диаметър 1200 mm или повече се използват плочи със сгъваем дизайн. Плочите се сглобяват от отделни листове, чиято ширина им позволява да бъдат въведени в колоната през люкове. Платната се поставят върху носещите греди. За свързване на платната се използват затягащи ленти, скоби, клинови връзки. Вертикалният рафт на ъгъла и реброто, получени чрез огъване на един от краищата на платното, увеличават твърдостта на платното. Херметичността на ставите се осигурява чрез монтиране на уплътнения. Има различни дизайни за закрепване на острието на чинела към тялото. Лентата е заварена с непрекъсната заварка към опорния ъгъл или се използват сгъваеми съединения върху уплътнения или с пълнеж под формата на маслено уплътнение. Натискащите пръстени са предназначени за уплътняване на плочите. В междината между плочата и тялото на колоната са монтирани уплътнения, изработени от азбестов шнур,фиксиран с притискащ пръстен, скоби и шпилки, заварени към плочата.
Друг дизайн е отделната секция на чинела да бъде прикрепена към опорната рамка със скоби, винтове и затягащи пръти. Херметичността се осигурява от уплътнения.
Калниците са проектирани да отделят капчици течност от поток пара (газ); е инсталиран в горната част на абсорбционните колони и в различни секции на дестилационните колони. Калниците, монтирани в горната част на колоната, трябва да имат висока ефективност на разделяне и да работят надеждно в широк диапазон от парни натоварвания.
Калниците, монтирани в захранващия участък на колоната, трябва да осигуряват достатъчно висока ефективност на разделяне, да бъдат лесни за почистване и ремонт.
В случай, когато колоната трябва да работи с големи стойности на улавяне между корита, равни или по-големи от оптималната стойност, могат да се използват калници между корита за създаване на по-икономичен дизайн на колоната.
Понякога използването на калници между корите се дължи на спецификата на експлоатацията или дизайна на колоната. Например, калници под всяка плоча се използват, когато е необходимо да има малка височина на колоната (когато колоните са монтирани на закрито), във въздухоразделителни колони, където височината на колоната е ограничена от топлообменната повърхност.
Калниците, монтирани под всяка тава, са обект на следните изисквания: проста конструкция, ниско тегло, ниска цена, лекота на монтаж и поддръжка, ниско хидравлично съпротивление и накрая достатъчна, но не висока ефективност на разделяне за дадени режими на работа.
За отделяне на капчици течност от поток пара (газ) в апаратиПетролните и химическите технологии използват главно ударни калници.