Процессы и аппараты нефтегазо- переработки. процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии куиии д., Левеншпиль о

• Название: процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии куиии д., Левеншпиль о
• Анкор: Процессы и аппараты нефтегазо- переработки.docx
• Дата: 05.05.2018
• Размер: 2.36 Mb.
• Имя файла: Процессы и аппараты нефтегазо- переработки.docx
• Тип: Документы; #18896
• страница: 50 из 60

Kjv=^R<^Fru (XIX,6)

где Яе_ц = рпДм/ц, — модифицированное число Рейнольдса; Fr = rddjg — модифицированное число Фруда.

Коэффициент А и показатели степени а и Ь определяются экспериментально для данного типа мешалок. Если воронка отсутствует или мала (силой тяжести можно пренебречь), то число

Рис. XIX-6. Турбинная мешалка:

/ — колесо; 2 — направляющий аппарат.

871. 
     Рис. Х1Х-7. К расчету мощности на перемешивание жидкости.
     

     	3		.С
     г^И/2

872. 
     
     

Фруда можно исключить из уравнения (XIX, 6). С увеличением числа Re_u величина Км убывает, стремясь к постоянной величине около 0,005.

3. 
   БАРБОТАЖНОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ
   

4015. 
      Этот способ перемешивания применяют для маловязких жидкостей. В качестве перемешивающего агента используют воздух, водяной пар, азот и другие газы. При перемешивании этим спо-собой в нижней части аппарата устанавливают барботер—устройство, обеспечивающее распределение газа (пара) по площади поперечного сечения аппарата (рис. XIX-8). Обычно в качестве бар- ботера используют перфорированные трубы. Выходное сечение отверстий для выхода газа должно быть меньше сечения коллектора в несколько десятков раз, чтобы обеспечить достаточное сопротивление на выходе газа в жидкость и его более равномерное распределение по отдельным отверстиям. Желательно упорядочить движение жидкости, создавая восходящий поток в центральной части аппарата и нисходящий (опускной) поток у стенок аппарата. Для этого в центре аппарата необходимо установить специальную подъемную трубу.
      
4016. 
      Необходимое давление газа на входе в барботер р определяют по формуле
      
4017. 
      РгЩг
      
4018. 
      р = ро -I- рж₈н + 2j е (^{х 1 х}
      
4019. 
      где Ро — давление над слоем жидкости в аппарате; Н — высота 'слоя жидкости над барботером; £ | —■ суммарный коэффициент сопротивления барботера; w_ar — скорость газа на выходе из барботера.
      
4020. 
      f f
      
4021. 
      
      Р
      
      tutcH A \j
      
4022. 
      
      ESEEEZ5EEE
      
      Рис. XIX-8. Схема ^барботажного смесителя.
      
4023. 
      Рис. XIX-9. Диафрагмовый смеси тель.
      
4024. 
      При использовании того или иного газа в качестве барботи- рующего агента необходимо учитывать возможность образования взрывоопасных смесей, а также взаимодействия перемешиваемого продукта с барботирующим газом.
      

4. 
   ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ
   

4025. 
      При гидравлическом способе перемешивания используют диа- фрагмовые, инжекторные и циркуляционные смесители.
      
4026. 
      Диафрагмовые смесители (рис. XIX-9) представляют собой систему диафрагм, установленных в трубопроводе, по которому
      
4027. 
      перекачиваются смешиваемые жидкости. При прохождении потока через отверстия диафрагм происходит его турбулизация, приводящая к интенсивному перемешиванию перекачиваемых жидкостей.
      
4028. 
      В инжекторных смесителях (рис. XIX-10) одна из жидкостей с большой скоростью проходит через сопла, создавая разрежение
      
4029. 
      1
      
4030. 
      в окружающем сопла пространстве. Сюда подсасывается вторая жидкость, которая интенсивно перемешивается с первой. Скорость жидкости в соплах должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить необходимую подачу второй жидкости.
      
4031. 
      Циркуляционное перемешивание (рис. XIX-11) широко применяют в различных технологических системах. Циркуляционный насос забирает жидкость из резервуара (аппарата) и возвращает ее обратно в тот же сосуд. Поскольку насос может обеспечить высокие скорости движения жидкости (более 1 м/с) и необходимый объемный расход, представляется возможность достаточно быстро перемешать соответствующие потоки или обеспечить необходимые условия для протекания тепло- и массообменных процессов.
      
4032. 
      
      
4033. 
      
      

4034. 
      Глава XX
      
4035. 
      Очистка газов
      

1. 
   ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
   

4036. 
      Перерабатываемые в промышленности потоки газов (паров) содержат, как правило, взвешенные в них твердые или жидкие частицы. Эти частицы необходимо удалять с целью подготовки газа для последующих стадий переработки или для извлечения ценных веществ, а также перед выбросом газа в атмосферу. Для удаления взвешенных частиц из газовых потоков применяют следующие основные способы: 1) осаждение под действием силы тяжести; 2) осаждение под действием инерционных сил, возникающих при резком изменении направления газового потока; 3) осаждение под действием центробежной силы, возникающей при вращательном движении потока газа; 4) осаждение под действием сил электрического поля; 5) фильтрацию; 6) мокрую очистку.
      
4037. 
      Для получения необходимой степени очистки обычно приходится сочетать различные способы обработки газов.
      
4038. 
      Так, на установках каталитического крекинга перед выбросом газов из регенератора в атмосферу их очищают от пыли в циклонах, электрофильтрах и зачастую в мокрых пылеуловителях.
      
4039. 
      Эффективность работы пылеулавливающего аппарата характеризуется величинами общего к. п. д. (степень очистки)
      
4040. 
      т) = (m„ — т_к)/т_н = 1 — т_к/т_а (XX,1)
      
4041. 
      и парциального к. п. д.
      
4042. 
      = (m_dH — m_dK)/m_d„ = 1 — m_diilm_dH (XX,2)
      
4043. 
      где m и m_d — массовый расход пыли общий и частиц диаметром d\
      
4044. 
      m_d=x_dm (XX,3)
      
4045. 
      x_d — относительная доля частиц в соответствующем потоке; индекс н относится ко входу в аппарат, к — к выходу.
      
4046. 
      Чем больше масса частиц, уловленных в аппарате, тем больше его к. п. д. В пределе при т_к -*■ 0 величина ц -*■ 1.
      
4047. 
      Характеристика эффективности работы аппарата величиной парциального к. п. д. имеет важное значение при переработке газов, содержащих мелкие частицы (менее 50 мкм). Следует отметить, что в аппаратах, использующих три первых способа очистки,отделение частиц размером 10 мкм и менее затруднительно и парциальный к. п. д. для таких частиц низок. Выделенная из потока газа частица осаждается на рабочей поверхности аппарата и выводится затем из системы.
      
4048. 
      Рис. ХХ-1. Основные способы улавливания частиц из газовсго потока: а — осаждение под действием силы тяжести; б — осаждение под действием инерционных сил; в — осаждение под действием центробежной силы; г — осаждение под действием сил электрического поля; д„— фильтрация; е — мокрая очистка; /, 1' — частица до и после осаждения; 2 — осадительная поверхность; 3 — лопатка (перегородка); 4 — ороситель.
      
4049. 
      На рис. XX-1 приведены схемы основных способов улавливания частиц из газового (парового) потока.
      

2. 
   ГАЗООЧИСТИТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ
   

1. 
   
   Рис. ХХ-2. Пылеосадитель- нал камера:
   
   I — запыленный газ; // — очищенный газ; / — камера; 2 — перегородки.
   
   
   Рис. ХХ-3. Жалюзийный пылеуловитель:
   
   1. 
      — очищаемый газ; II — очищенный газ; III — запыленный газ; I — корпус;
      
   2. 
      — лопатки (жалюзи).
      
   
   Пылеосадительные камеры. Простейшим типом газоочистительных аппаратов являются пылеосадительные камеры (рис. ХХ-2), в которых улавливаемые частицы удаляются из по-
   

4050. 
      тока газа под действием силы тяжести. Как известно (см. гл. XVIII), время осаждения частиц тем меньше, чем меньше высота отстойной камеры. С этой целью внутри аппарата на расстоянии 400 мм или несколько более установлены горизонтальные или наклонные перегородки, которые делят весь объем камеры на систему параллельных каналов относительно небольшой высоты.
      
4051. 
      Пылеосадительные камеры имеют сравнительно большие габариты и используются обычно для удаления наиболее крупных частиц при предварительной очистке газа.
      
4052. 
      Инерционные пылеуловители. Поток очищаемого газа со скоростью 10—15 м/с вводится в аппарат (рис. ХХ-3). Внутри аппарата установлены лопатки (жалюзи), разделяющие рабочий объем аппарата на две части: камеру запыленного и камеру очищенного газа. При входе в каналы между жалюзи газ резко изменяет направление движения и одновременно уменьшается его скорость. По инерции частицы движутся вдоль оси аппарата и, ударяясь о жалюзи, отбрасываются в сторону, а очищенный газ проходит сквозь жалюзийную решетку и выводится из аппарата. Остальная часть газа (около 10%), содержащая основную массу пыли, выводится через другой штуцер и обычно подвергается дополнительной очистке в циклонах. Аппараты этого типа более компактны, чем пылеосадительные камеры, однако они пригодны только для грубой очистки.
      
4053. 
      Циклоны. В циклон запыленный газ вводится со скоростью 15—25 м/с тангенциально и получает вращательное движение (рис. ХХ-4). Частицы пыли или капли жидкости под действием
      
4054. 
      Рис. ХХ-4. Циклон:
      
4055. 
      I — запыленный газ; II — очищенный газ; III — уловленные частицы; I — корпус; 2 — выхлопная труба; 3 —
      
4056. 
      успокоитель; 4 — бункер; 5 — затвор.
      
4057. 
      центробежной силы движутся к периферии и, достигнув стенки, направляются в бункер. Газ, совершив 1,5—3 оборота в циклоне, поворачивает вверх и выводится через центральную выхлопную трубу. В нефтегазопереработке наибольшее распространение получили циклоны НИИОгаза типа ЦН, для которых разработана методи ка рас чета.
      
4058. 
      В циклонах центробежная сила зависит от скорости вращения газа, которую в первом приближении можно принять равной скорости газа во входном патрубке w. Однако с постоянной линейной скоростью газ движется в циклоне лишь в течение первого оборота, а'затем профиль скоростей перестраивается,и газ приобретает постоянную угловую скорость си. Поскольку линейная и угловая скорости связаны соотношением
      
4059. 
      w = т (XX ,4)
      
4060. 
      на периферии газ имеет большую линейную скорость.
      
4061. 
      Степень очистки газа в циклоне сначала быстро возрастает с увеличением скорости, а затем мало изменяется. Сопротивление увеличивается пропорционально w². Чрезмерно большая скорость движения газа в циклоне приводит к повышению сопротивления аппарата Ар и уменьшению степени его очистки т] вследствие вих- реобразования и выноса уловленных частиц в поток очищаемого газа. Общий характер изменения этих показателей работы циклона от скорости газа приведен на рис. ХХ-5.
      
4062. 
      Сопротивление циклона Ар рассчитывают по условной скорости, отнесенной к его полному сечению