Масса алмасу аппараттарына қойылатын негізгі талаптар

Қазіргі заманға сай келетін масса алмасу аппараттары мынандай талаптарға сай болуы керек:

- масса алмасу қабілеттілігі жоғары болуы керек

- өнімділігі жоғары болуы керек

- жұмысқа икемділігі және сенімділігі жоғары болуы керек

- пайдалану шығындары төмен болуы керек

- массасы төмен болуы керек

- құрылымы және технологиялық дайындалымы қарапайым болу керек

Көрсетілген талаптардан басқа масса алмасу аппараттары Мемлекет аралық стандарт ГОСТ талаптарына, ведомстік нормаларға және мемлекеттік технологиялық бақылау (МЕМТЕХБАҚЫЛАУ) талаптарына сай болуы керек

Бағаналы абсорбциалық аппараттардың ішінде ең кең қолданылатыны табақшалы аппараттар.

Құйылу құрылғысы бар табақшалы аппараттарда сұйық бір табақшадан екінші табақшаға құйылушы құбыр немесе арнаулы құрылғы арқылы құйылады. Мұнда құбырдың төменгі жағы төменгі табақшадағы арнайы құйылу бөгеттері стаканға батырылып, гидравликалық қақпа міндетін атқарады, яғни құбырдан тек қана сұйық құйылады[2].

 

 

 

 

1- табақша; 2 – құйылу құрылғылар.

2.1-сурет. Құйылу құрылғысы бар колоннаның жұмыс істеу принціпі.

 

Мысалы ретінде 2.1-суретте тор тесікті табақшалы колоннаның жұмыс істеу принціпі көрсетілген. Сұйық жоғарғы табақшаға (1) беріледі де, табақшадан табақшаға құйылу (2) арқылы құйылып, газ (бу) колоннаның төменгі жағынан кіріп, әр табақшаның тесіктері арқылы жоғарыдан шығарылады. Бұл кезде табақша бетіндегі сұйық қабатынан көпіршік түрінде өтеді. Бұл кезде табақшада көбік қабаты пайда болады және масса алмасу процессі негізінен осы қабатта өтеді.

Тор тесікті табақша. Мұндай колонналарда тік цилиндр корпус (5) ішіне көлденең табақшалар (4) орнатылады (Сурет 2.3). Табақшаның барлық беті 2÷8 мм диаметрмен бұрғыланып тесілген. Сұйықтың бір табақшадан екіншісіне ауысуы үшін түп жағында құйылу бөгеті бар құйылу құбыры (3) орнатылған. Газ табақша тесіктерінен майда көпіршіктер түрінде өтіп сұйықта таралады. Газ жылдамдығы өте аз болғанда, жоғарғы табақшадағы сұйық төменгі табақшаға тесітер арқылы ағып түсуі мүмкін. Бұл кезде масса алмасу процессінің қарқындылығы өте азайып кетеді. Сондықтан, сұйықтың табақшадан ағып түспеуі үшін газдың жылдамдығы мен қысымы сұйық қабатының қысымынан көп болу керек[2].

 

1 - табақша; 2 - клапон; 3 - сұйық құйылатын бөгет пен құбыр; 4 - гидравликалық қақпақ; 5 - колонна корпусы

 

Сурет 2.2 – тор тесікті табақша

Қалпақшалы табақшалар. Қалпақшалы табақшаларды ластанған сұйықтармен жүмыс істегенде қолдануға болады. Газ табақшаға (1) келте құбыр арқылы (2) кіріп, қалпақшаның оюларында көптеген жеке ағындарға бөлінеді (2.3-сурет) және сұйық қабатын жарып көпіршік түрінде өтеді. Қалпақшалы табақшалар бетіндегі көбік пен тамшылардың пайда болу қарқындылығы газдың жылдамдығына және қалпақшаның сұйыққа бату тереңдігіне байланысты болады. табақшадан табақшаға. Сұйықтың бір табақшадан екіншісіне арнйы құйылу құрылғы арқылы өтеді. Қалпақшалар оюлары, үшбұрышты немесе тік бұрышты тісті (2.3,ә-сурет) болып келеді. Қалпақшалы табақшалар капсульді дөңгелең табақшалар және тунельді қалпақшалы табақшалар болып бөлінеді.

Артықшылығы: ластанған сұйықтармен жұмыс істегенде қолдануға болады.

Кемшіліктері: құрылымы күрделі, гидравликалық кедергісі үлкен, тазалау қиын, қымбат.

 

 

а-жұмыс істеу тәсілі, ә-қалпақшалы табақшалардың пішіндері.

1-табақша; 2-газ кіретін келте құбыр; 3-дөңгелек қалпақша;

4-сұйық берілетін келте құбыр; 5-гидравликалық қақпақ;

6-бағана қаңқасы.

2.3-сурет. Қалпақшалы табақшалар.

 

 

Клапонды табақшалар. Мұндай табақшалар соңғы кезде, әсіресе газ жылдамдығы тез өзгеретін жағдайда кеңінен қолданылады. Газ берілмеген кезде клапон өзінің салмағымен тесікті жауып тұрады, газ берілген кезде клапон жоғары көтеріледі, газдың мөлшері көбейген кезде клапон ең шеткі жағдайға дейін көтеріледі (2.4,ә-сурет). Дөңгелек клапындар жиі қолданылады. Мүндай табақшалардың тесіктерінің диаметрі 8-35 мм., ал клапондардың диаметрі 50 мм. болады. Клапонның көтеру биіктігі 6-8 мм.-ге дйін көтеріледі ол тосқауыл биіктігімен анықталады.

 

 

 

а-клапонды табақшалар. ә-клапонды табақшалардың құрылысы.

1-табақша; 2-клапон; 3-сұйық құйылатын бөгет пен құбыр;

4-гидравликалық қақпақ; 5-колонна корпусы; 6-клапон қақпағы; 7-клапонның көтерілуіне шектеу.

2.4-сурет. Клапонды табақшалар

 

Сондайақ фазалардың бір бағытта қозғалысында, яғни әр табақша бір ағынды принціпте жұмыс істейді. (2.5-сурет)

 

а,б, в - бір бағыттағы клапондардың құрылысы мен жұмыс істеу тәртібі. г - газ мөлшерінің ең көбейген кездегі бір бағытты клапонды табақшаның екі ағындағы жұмыс көрінісі.

1-сұйық ағатын бөгет; 2-клапон; 3-сұйық қабылдайтын бөгет;

4-колонна корпусы; 5, 6-табақша тесіктері.

2.5-сурет. Клапонды табақшалар

 

Пластиналы табақшалар. Бұл табақшалар басқа табақшаларға қарағанда айырмашылығы – фазалардың бір бағытты қозғалысында, яғни әр табақша бір ағынды принципте жұмыс істейтіндігінде.

 

 

1-гидровликалық қақпақ; 2-құйылу бөгеті; 3-табақша; 4-пластиналар; 5-сұйық ағызатын құбыр.

2.6-сурет. Пластиналы (сорғалап ағатын) табақша.

 

Мұндай колонналарда сұйық жоғары табақшадан гидравликалық қақпаға (1) түсіп, құйылу бөгеті (2) арқылы көлбеу пластиналары (4) бар табақшаға (3) беріледі. Пластиналар арасындағы қуыстан үлкен жылдамдықта (20÷40 м/с) шыққан газ ағыны сұйықты майда тамшыларға бөліп, келесі қуысқа және т.с.с. береді. Сонымен, сұйық үлкен жылдамдықта табақшаны бойлап құйылу бөгетінен ағызылатын құбырға қарай қозғалады. Бұл табақшаларда сұйық дисперсті, ал газ біртұтас фаза болады да фазалар тамшылар бетінде жанасады. Бұл табақша газ және сұйық мөлшерлерін көбейтуге мүмкіндік береді.

Пластиналы табақшалардың артықшылықтары: гидравликалық кедергісі аз; ластанған сұйықтар мен жұмыс істеуге болады; табақшаны жасауға аз металл шығындалады.

Пластиналы табақшалардың кемшіліктері: сұйықтың аз мөлшерінде тиімділік аз; жылуды беру немесе алу қиын.

 

S-тәрізді элементті табақша. Мұндай табақшаларда фазалардың бір бағытты ағында жұмыс істейтін болады. 2.7-суретте табақшаның жұмыс істеу принципі көрсетілген.

 

 

2.7-сурет. S-тәрізді элементті табақша

 

Артықшылығы: дайындауы оңай; массасы аз; пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) жоғары.

 

І з д е н і с ж ө н і н д е г і а н ы қ т а м а

Патенттік зерттеулер жүргізуге тапсырма №105 «_15_»_10_ 2016 ж.

Ізденіс басталуы __15.10.16_____ Ізденістің аяқталуы _10.11.169______

 

2.1 кесте. Ізденіс келесі материалдар бойынша жүргізілген

 

Өнертабыс атауы	Ізденіс жүргізіл-ген елдер	Жіктеу индексі	Мәлімет көздері журнал №, ғтк, ОҚМУ фонды, интернет т.б.	Ақпарат көздеріі
Ғылыми-техникалық құжаттың аты, жариалау уақытысы	Патенттік бюллентенің журналдың аттары, нөмері жариялау уақтысы
Ректифика -циялық бағана	Ресей	B01D3/30	Электронды ресурс көздері	27.03.2012ж	Өнертабыс бюллетені №9
Қалпақшалы табақша	Ресей	B01D3/16	Электронды ресурс көздері	20.01.2013ж	Өнертабыс бюллетені №2
Қалпақшалы табақша	Ресей	B01D3/16	Электронды ресурс көздері	10.12.2013	Өнертабыс бюллетені №34
Ректифика -циялық бағана	Ресей	B01D3/00	Электронды ресурс көздері	27.05.1996	Өнертабыс бюллетені №20
Ректифика -циялық бағана	Ресей	B01D3/22	Электронды ресурс көздері	20.06.2004	Өнертабыс бюллетені № 22

Мезгіл ______

Жоба авторының қол таңбасы ___________

 

 

2.2 Кесте. Ізденіс нәтижесінде таңдап алынған материалдардың библиографиялық тізімі

Жіктеу индексі	Өнертабыс атауы	Қорғала-тын құжат номері	Мем-лекет	Авторлары (мәлімдеуші-фирма)	Жариялау датасы	Мәлімет көздері журнал №, жылы
B01D3/30	Ректифи -кациялық бағана		Ресей	Войнов Н.А, Паньков В.А., Войнов А.Н	27.03.2012ж	Өнертабыс бюлле тені № 9
B01D3/16	Қалпақшалы табақша		Ресей	Журба А.М., Гринев П.А., Данилов А.В	20.01.2013ж	Өнертабыс бюлле тені №2
B01D3/16	Қалпақшалы табақша		Ресей	Журба А.М., Гринев П.А., Данилов А.В	10.12.2013	Өнертабыс бюлле тені №34
B01D3/00	Ректифи -кациялық бағана		Ресей	Мальцев Г.Т., Серогодский А.В., Кураусин В.М., Сосницкий И.Г., Лукинов	27.05.1996	Өнертабыс бюлле тені №20
B01D3/22	Ректифи кациялық бағана		Ресей	Шакур М.С., Урбански Н.Ф., Резетаритс Майкл Р.	27.08.2006	Өнертабыс бюл.№2

 

Мезгіл:________ Жоба авторының қолтаңбасы_____

 

Келісілген:

Жоба жетекші:__________________

 

 

2.3 кесте. Айқындалған ұқсастықтар өрнегі (сызбасы)

 

№	Жіктеу индексі	Өнертабыстың аталуы, сызбасы, формуласы	Қорғалған құжат номері
	B01D3/30	Ректификациялық және тұрақтандыру бағаналары Ректификациялық бағана өзімен бірге кубтан, дефлегматордан, конденсатордан, технологиялық келтеқұбырлармен бірге қаңқадан және царгадан тұрады. Царгалар арасында жылуалмастырғыш құрылғылармен жабдықталған саңылауы бар горизонтальды бөгеттер орналасқан. Бұл бөгеттер ирелек келген дөңгелек құбырлардан дайындалады. Ішкі цилиндр мен гидроысырмалы шұңқыр цилиндрлі гидроысырмалы стаканнан дайындалып жасалады. Бұл ректификациялық бағананың басты ерекшелігі, жылуалмастырғыш құрылғылар царганың булы кеңістігінде горизонтальды бөгет астында орналасқан және де тым болмаса бір пластинамен, ирелек дөңгелек астындағы гирозонтальды саңылауымен орнатылған фланецті бүйірмен жабдықталған. Ал ирелектерде хладагенттің келтірілген шығынын ұстап тұру үшін дросселдеуші құрылғылар орналастырылған. Цилиндрлі гидроысырмалы стаканның жоғарғы түбінде тангенциальды каналдармен қосымша құйындатқыштар орнатылған. Және де тағы бір ерекшелігі сол, онда бағананың жоғарғы бөлігіндегі царгада ирелек пен горизонтальды бөгет арасында бөлгіш фланецтелген шайба орналасқан. 1-куб,2-жылуалмастырғыш жейде,3-қыздырғыш,4-технологиялық келтеқұбырлар системасы, 5-автоматизация аспабы, 6-дефлегматор,7-конденсатор, 8-технологиялық келтеқұбырлар, 9-царга, 10-горизонтальды бөгет, 11-контакты келтеқұбыр, 12-құйындатқыш, 13-шегінгіш құрылғы, 14-сұйықты шығару келтеқұбыры, 15-ішкі цилиндр, 16-гидроысырмалы шұңқыр, 17-гидроысырмалы стакан, 18-ирелек, 19-пластина20-құбыр, 21-дросселдеуші құрылғы,22-цилиндрлі төлке, 23-муфта, 24-кіру келтеқұбыры, 25-ысытылған судың шығу келтеқұбыры, 26-хладагенттің беру келтеқұбыры, 27-келтеқұбыр, 28-тангенциальды құйындатқыш, 29-фланецтелген саңылау, 30-шайба, 31-қосымша ирелек, 32-қосымша пластина, 33-шпилька   Сурет 1. Ректификациялық бағана Сурет 2. Бірэлементті ректификациялық бағана корпусының жоғарғы бөлігі   Қосымша жылуалмастырғыш құрылғылармен жабдықталған бірэлементті ректификациялық бағана корпусының жоғарғы бөлігі	АК 2445996
	B01D3/16	Қалпақшалы табақшалы ректификациялық бағана Ректификациялық бағана технологиялық штуцері бар корпустан, булы және құйылатын келтеқұбырлары бар табақшалардан, сонымен қатар жоғарыда бақылайтын барботажды табақшалардан тұрады.Бұл бағаналы аппараттың ерекшелігі сол, онда әр құйылатын келтеқұбырлардың жоғарғы түбі табақшаға кейінгі келтеқұбырға қатысты остьтік қозғалу мүмкіндігімен бекітілген. Ал оның төменгі түбі перфорирленген дискілі табақшалармен, сонымен қатар концентрлі құйылу келтеқұбыры мен онымен бірге гидросаңылау түзетін стаканмен жабдықталған.   1-корпус, 2-булы-сұйық қоспаның кіру келтеқұбыры, 3-сұйықтың шығу келтеқұбыры, 4-будың шығу келтеқұбыры, 5-табақша,6-булы келтеқұбыр, 7-құйылатын келтеқұбыр, 8-қалпақшалар, 9-гидросаңылау стаканы,10-кронштейн, 11-фиксатор, 12-шпилька, 13-көлденең планка, 14-перфорирленген диска. Сурет 3. Қалпақшалы табақшалы ректификациялық бағана   Сурет 4. Табақшалардың бойлық кескіні	АК2472565
	B01D3/16	Қалпақшалы табақшалы ректификациялық бағана Ректификациялық бағана технологиялық штуцерлері бар корпустан, булы келтеқұбырлары мен төгілмелі құрылғылары бар табақшалардан, сонымен қатар, вертикальды тіліктері бар қалпақшалардан тұрады. Бұл бағаналы аппараттың ерекшелігі сол, онда қалпақшалар тіліктерінің горизонтальды жиектері қалпақшалардың радиальды және горизонтальды жазықтықтары жағынан орналасқан күрекшелермен жабдықталған. 1-корпус, 2-булы-сұйықты қоспаның кіру келтеқұбыры, 3-сұйықтың шығу келтеқұбыры, 4-будың шығу келтеқұбыры,5-табақша,6-булы келтеқұбыр, 7-құйылмалы құрылғы, 8-қалпақша, 9-вертикальды тілік,10-күрекше.   Сурет 5.Үлкейтілген масштабтағы А көрінісі	АК №2500452
	B01D3/00	Ректификациялық және булау бағаналары Ректификациялық қондырғы колоннадан, қыздырғыш элементі бар төменгі бөлікте орналасқан куб-буландырғыштан, бағана ішінде орналасқан ректификациялық саптамадан, дефлегматор мен конденсатордан тұрады. Бұл бағаналы аппараттың негізгі ерекшелігі сол, ол бағана мен ректификациялық саптама арасында орналасқан жылулы экранмен жабдықталған. Конденсатор мен дефлегматор бағананың жоғарғы бөлігінде бір біріне қатысты концентрлі орналасқан. Осы кезде дефлегматор цилиндрлі корпус ішінде орналасқан көлденең қабырғаларымен фурма түрінде орындалған, ал конденсатор екеулік түп және қабырғаларымен айналған стакан түрінде жасалған. 1-бағана, 2-куб-буландырғыш, 3-ректификациялық саптама, 4-жылулық экран, 5-торлы шегіндіргіш, 6-тор, 7-перфорирленген сүзгі,8-дефлегматор, 9-конденсатор, 10-фурма, 11-көлденең қабырғалар, 12-цилиндарлі корпус, 13,14- келтеқұбырлар, 15-ішкі стакан, 16-сыртқы стакан, 17,18- салқындатылған сұйықтықтың циркуляциясына арналған келтеқұбырлар, 19- термометр, 20-дистиллят жинағыш. Сурет 6. Қалпақшалы табақшалы ректификациялық бағана	АК №2061027
	B01FD3/22	Ректификациялық бағана Ректификациялық бағана табақшаларымен бірге тік корпустан, қыздырғыштан, дефлегматордан, салқындатқыштан, аппараттың орта бөлігінде орналасқан бастапқы қоспаны беру келтеқұбырынан, алынған қоспаны шығару келтеқұбырынан, сондай-ақ бойлық тік бөгеттерден тұрады. Бұл ректификациялық ректификациялық бағананың ерекшелігі сол, онда тік бөгеттің үстінен екі гидросаңылауымен қалпақшалы табақша түрінде орындалған флегма ағынын бақылағыш орнатылған. Бұл флегма ағынын бақылағыш вентильдің көмегімен әр тік секторда орналасқан контакты элементтермен байланысқан. Ал бөгеттер астында, қалпақшалы табақша астында горизонтальды қозғалу мүмкіншілігімен бекітілген, булы фаза ағынын бақылағыш орнатылған. 1-бағанының жоғарғы бөлігі, 2-қалпақшалы табақша, 3-гидросаңылау, 4,5-бағананың суландыру секциясы, 6-бөгет, 7,8-бөлгіш қалпақшалы табақша, 9-қоспаны беру құрылғысы, 10-бөлгіш саптамалы табақша, 11-саңылау, 12- ұстап алғыштың бекіткіші, 13-регулятор, 14-бөлгіш саптамалы тарелка, 15-бағананың төменгі бөлігі Сурет 7. Ректификациялық бағана Сурет 8. Бағананың горизонтальды қиылысуы	АК №2230593

 

 

Студент______________________________________

_{(қол таңбасы,аты,фамилиясы)}

 

Келісілген:

Ж оба жетекшісі ______________________ Күмісбеков С.А

_{(қол таңбасы,аты,фамилиясы)}