Юный техник 1975-04, страница 44

m

Пленочный режнм движения жидкости в колонне с насадкой.

верхностном слое воды кислорода содержится больше, чем на глубине. Вот поэтому рыба и поднимается. Совсем другая картина наблюдается, когда дует ветер. Процесс массооомена идет интенсивнее, кроме того, перемешиваются слои воды. Содержание кислорода как на поверхности, так и на глубине почти одинаково. Естественно, рыба находится на глубине, где больше пнщн.

То же самое происходит и в абсорбционной колонне. Когда скорость газа незначительна, массо-обмен ндет только в поверхностном слое. Но если увеличить скорость, то на гладкой пленке жидкости появляются вихрн. Они все глубже и глубже проникают в жидкость. Прн еще большем развитии вихревого движения энергия газового потока начинает превышать энергию поверхностного натяжения жидкости. Пленка разрывается, и газовые вихри пронизывают всю массу жидкости. Четкое разделение фаз исчезает, возникает режим эмульгирования, при котором жидкость течет не по поверхности -насадки, а занимает весь свободный объем, не занятый газом. Газ же распределяется в жидкости. Это явление называется инверсией фаз, оно сопровождается резким увеличением массообмена. За счет перемешивания

потоков процесс идет настолько интенсивно, что величиной молекулярной дйффузии, которая по теории Люиса и Уитмена играла главную роль, можно пренебреч!

Этот режим без достаточной проверки ученые считали неустойчивым. Они предполагали, что за точкой инверсии фаз колонна быстро заполняется жидкостью и газ выбрасывает ее вверх. Наши исследования показали, что в принципе выброс возможен, но не сразу же за точкой инверсии, а в том случае, если ее уровень превысит верхний уровень насадки. Изменилась и роль насадки в форсированном режиме. Если раньше она служила лишь для увеличения поверхности жидкости, то теперь — для дробления мощных газовых вихрей на большое число мелких, распределения их по всему сечению колонны н завихрения жидкости.

Теперь массообмен происходит не только на смоченной поверхности насадки, как это было раньше, а во всем свободном объеме. Поверхность взаимодействия во много раз увеличивается.

Основные закономерности явления были установлены еще в 1952 году. С тех пор шел поиск наилучших конструкций аппаратов, потому что существовавшие колонны в режиме эмульгирования обладали очень узким диапазоном устойчивой работы. Если в них немного прибавляли скорость газа, происходил вынос жидкости, если убавляли — колонна выходила из режима эмульгирования. Мы разработали также колонны, которые не чувствительны к изменению скорости газа. Они уже работают и на Новгородском, н на Березниковском химическом комбинатах, н в других местах.

На следующих страницах рассказывается о технологии переработки коксового газа. В этом процессе участвует колонна с насадкой, работающая в режиме эмульгирования.

41