Разделительные колонны - Тяжелые изотопы водорода в ядерной технике

Классификация и основные типы контактных устройств

Наибольшее практическое применение для разделения стабильных изотопов получили многоступенчатые процессы, осуществляемые в противотоке двух фаз-чаще всего газа или пара с жидкостью в разделительных колоннах. Устройство разделительных колонн должно обеспечивать создание наиболее благоприятных условий для развития поверхности контакта взаимодействующих фаз и интенсификации массообмена между ними.

Разделительная колонна представляет собой корпус, в котором расположены те или иные контактные устройства. По способу осуществления взаимодействия между фазами и конструкции контактных устройств разделительные колонны можно классифицировать следующим образом.[12,13]

Насадочные колонны(контактное устройство-насадка) характеризуются непрерывным изменением изотопного состава обменивающихся фаз, поверхность контакта фаз создается при стекании жидкости по поверхности твердых насадочных тел, заполняющих рабочий объем колонны, пар движется противотоком в свободном пространстве между элементами насадки. Различают регулярные насадки, образующие геометрически правильные каналы для прохода пара и нерегулярные(насыпные), когда элементы насадки, располагаясь в слое стохастически, образуют извилистые каналы неправильной формы.

Тарельчатые колонны(контактные устройства-тарелки) характеризуются ступенчатым изменением состава фаз, поверхность контакта фаз развивается потоками газа, барботирующего через слой жидкости, находящийся на каждой тарелке.

Тарельчатые колонны бывают с переливными устройствами для движения с тарелки на тарелку и без переливных устройств. В зависимости от вида устройств для прохода пара различают колпачковые, клапанные, ситчатые и некоторые другие тарелки этого типа.

Сюда относятся и колонны с прямоточными контактными устройствами, которые отличаются однонаправленным движением фаз на тарелке при сохранении противоточного перемещения от тарелки к тарелке. В таких устройствах используется не барботажный, а пленочный способ осуществления контакта фаз.

На тарелках без переливных устройств движение жидкости вниз и движение пара вверх происходит через одинаковые отверстия. Различают провальные тарелки с круглыми отверстиями(дырчатые), щелевые(решетчатые), с организованным движением жидкости.

Колонны с механическим приводом, или роторные колонны, отличаются наличием движущихся частей, способствующих развитию поверхности контакта и турбулизации взаимодействующих фаз. Роторные колонны подразделяются на разбрызгивающие, в которых вращающийся ротор распределяет жидкость в виде струй и капель, и пленочные, в которых вращение ротора вызывает распределение жидкости в виде быстротекущей пленки.[12]

Тип контактных устройств выбирают с учетом количества и свойств перерабатываемых потоков, условий процесса разделения. Так, например, для ректификации под вакуумом большей частью используются колонны с регулярной насадкой и роторного типа, как имеющие меньшее гидравлическое сопротивление. Для маломасштабных процессов разделения чаще всего используются насадочные колонны.[13]

Похожие статьи




Разделительные колонны - Тяжелые изотопы водорода в ядерной технике

Предыдущая | Следующая