9.5.4 Розподільні пристрої насадкового апарата

Розподільні пристрої призначені для рівномірного розподілу рідини, що надходить в апарат, по всьому його поперечному перерізі. До цих пристроїв пред'являються наступні вимоги: 1) зрошення повинне бути рівномірним по площі поперечного переріза колони; 2) зміна витрати рідини не повинне відбиватися на рівномірності зрошення; 3) розпилення рідини зрошувачем повинне бути мінімальним; 4) висота, займана зрошувальним пристроєм, повинна бути мінімальної; 5) зрошувач не повинен бути чутливий до опадів і забруднень, що втримується в рідині; 6) зрошувач повинен бути простий по конструкції й зручний у ремонті.

Бувають:

- струмчасті зрошувачі (застосовується при обмежених витратах рідини й віднесення бризів небажане або неприпустимий);

- зрошувачі, що розприскують (забезпечують зрошення великої площі, недолік - розпилення частини рідини, перфорований склянка й зірочки, що розприскують);

- багато конусні (рефлекторні) зрошувачі (зрошують конуси з різними кутами нахилу, чутливі до коливань розходу).

9.5.5 Перерозподільні пристрої

У насадкових колонах, розділених по висоті на секції, після кожного шару насадки встановлюють пристрою (перерозподільні тарілки), що перерозподіляють рідину. Рідина за допомогою вирви збирається в підстави тарілки й через патрубки зливається на нижній шар насадки.

Основними достоїнствами насадкових колон є простота конструкції й низький гідравлічний опір.

Недоліки: труднощі відводу тепла (при абсорбції) і погана змочуємо ость насадки при низьких щільностях зрошення.

9.6 Апарати із зовнішнім підведенням енергії. Конструкції, принцип дії

В апаратах цієї групи поверхня взаємодії фаз створюється шляхом дроблення загального потоку рідини за допомогою механічної або інерційної сил. Апарати із зовнішнім підведенням енергії можна підрозділити на три види залежно від способу підведення енергії й конструктивних схем: 1) апарати з мішалками; 2) роторні; 3) пульсаційні.

9.6.1 Пульсаційні апарати

Пульсаційними масообмінними апаратами є екстрактори. Зовнішня енергія у вигляді коливань передається рідинам за допомогою різного виду пульсаторів. Під дією коливань процес масообміну інтенсифікується, підвищується продуктивність апаратів.

Введення додаткової енергії в рідині шляхом повідомлення їм зворотно-поступальних коливань (пульсацій) можливо такими способами:

1. за допомогою вібруючих усередині апарата перфорованих тарілок або тарілок інших конструкцій, укріплених на загальному штоку, якому повідомляється зворотно-поступальний рух;

2. за допомогою спеціального механізму (пульсатора),що знаходиться поза апаратом; створювані пульсатором коливання які гідравлично передаються рідинам в екстракторі.

1 - корпус; 2 - пульсатор

Рисунок 9.6.1 - Колона із сітчастими тарілками й поршневим пульсатором

Поршневий пульсатор - це безклапанний поршневий насос, що приєднується або до лінії подачі легкої фази, або безпосередньо до днища колони.

Пульсатори бувають: поршневими, пневматичними й мембранними.

Основний недолік - обмеженість діаметра апарата (до 800 мм), тому що зі збільшенням обсягу різко збільшується витрата енергії на повідомлення пульсацій.

9.6.2 Роторні апарати

1 - корпус; 2 - сорочка; 3 - опора; 4 - ротор; 5 - сепаратор; 6 - привод ротора

Рисунок 9.6.2 - Роторно - плівковий дистилятор (ректифікаційний апарат)

Роторні апарати підрозділяють на роторно-плівкові, роторно-дискові й роторно-відцентрові.

Вихідна суміш подається в колону через штуцер. Зверху колона зрошується флегмою. Підводиться пара в колону, піднімаючись у просторі між ротором і корпусом, пара конденсується на зовнішній поверхні ротора. Плівка конденсату, що утвориться, відкидається відцентровою силою до периферії. Потрапляючи на поверхню, що обігрівається, рідина знову випаровується й пара, що утвориться, піднімається до верху. Таким конденсаційно-випарним способом досягається чіткий поділ суміші при малому часі її перебування в апарату.

Недоліки - обмеженість висоти й діаметра, високі експлуатаційні витрати.

Роторно-дискові екстрактори мають усередині циліндричного корпуса нерухомі кільцеві перегородки, розташовані на рівній відстані друг від друга. По осі колони проходить вертикальний вал з горизонтальними плоскими дисками, або ротор із приводом. Кільця і диски, що чергуються, перешкоджають поздовжньому переміщенню.

Роторно-відцентровий екстрактор напірний - тому що одна з рідин подається під тиском.

10 Сушильні апарати і установки

Сушіння - це процес видалення вологи із твердого або шароподібного матеріалу шляхом випару рідини, що втримується в ньому, за рахунок підведеної до матеріалу теплоти

Сушіння - досить складний комплекс теплових, дифузійних і біологічних і хімічних явищ. У хімічній технології найбільше поширення одержали конвекційний і контактний метод сушіння. При конвекційному методі сушіння теплота передається до поверхні матеріалу, що висушує, а при контактної - теплота передається матеріалу через перегородку, що стикається з матеріалом.

10.1 Класифікація сушарок

У хімічній промисловості застосовують великий ряд сушильних установок. Сушарки класифікуються:

- по величині тиску в сушильному апарату - атмосферні або вакуумні;

- по режиму роботи - періодичної й безперервної дії;

- по напрямку руху сушильного агента - прямоточні, противоточні, перехресні, реверсивні;

- по характеру руху сушильного агента - із природної й із примусовою циркуляцією;

- по способу нагрівання сушильного агента - з паровим підігрівником, з вогненними підігрівниками, шляхом змішання з топковими газами й з електронагрівом.

10.2 Конвекційні сушарки. Конструкції, принцип дії

10.2.1 Камерні і тунельні сушарки

Камерні сушарки є апаратами періодичної дії, що працюють під атмосферним тиском. Вони використаються в маломасштабних виробництвах для матеріалів, що вимагають невисокої температури сушіння. Матеріал у цих сушарках розташовується на лотках (листах) установлених на стелажах або вагонетках. Повітря засмоктується із приміщення відцентровим вентилятором і подаються в калорифер, а потім у нижню зону сушильної камери.

Загальними недоліками камерних сушарок є висока тривалість сушіння й, отже низька продуктивність, тому що шар матеріалу нерухомий, неоднорідність сушіння через перепад температури.

Тунельні сушарки ставляться до сушарок, у яких матеріал за допомогою транспортуючого пристрою переміщається уздовж тунелю з періодичними зупинками або безупинно. Пересуваючись від завантажувального пристрою до вихідного, матеріал стикається із сушильним агентом. Як агент сушіння використають повітря, топкові гази або перегріту пару.

1 - вхід вологого матеріалу; 2 - вхід агента сушіння; 3 - вагонетки; 4 - механізм пересування вагонеток; 5 - траверсний візок; 6 - вихід відпрацьованої суміші; 7 - розсувні двері; 8 - вихід висушеного матеріалу

Рисунок 10.2.1- Одноходова тунельна сушарка

10.2.2 Стрічкові і петльові сушарки

Головною частиною стрічкових сушарок є стрічковий транспортер, на який насипаний шар матеріалу, що висушує. Сушильний агент продувається крізь шар або уздовж. Сушарка розділена на зони, у кожній з яких може підтримуватися свій режим. Область застосування стрічкових сушарок значно розширився, коли після попередньої підготовки на стрічку стали завантажувати шароподібні матеріали.

Петльові сушарки застосовуються для сушіння тонких гнучких матеріалів (плівки, тканини, паперу) і паст. Установка являє собою камеру прямокутного перетину, усередині якої матеріал переміщається у вигляді петель, що опираються на ролики або підтримуючі стрижні. Основні недоліки - мала інтенсивність сушіння, часті поломки сітки, викрашування з її матеріалу й засмічення камер.