Пульсационные аппараты
ПУЛЬСАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ,
устройства, в к-рых для обеспечения однородных гидродинамич. условий и интенсификации
тепло- и массообмена взаимодействующим фазам сообщается возвратно-поступат.
(колебат.) движение, создаваемое генератором импульсов-золотниковым, центробежным,
клапанным или др. пульсатором. Последний размещен вне аппарата и м. б. заменен
без его остановки. Обычно используют пневматич. систему пульсации с золот-никово-распределит.
механизмом. В этом случае пульсационный аппарат имеет пульсац. камеру, куда через пульсатор
от компрессора поступает газ (воздух), оказывая давление на находящуюся в камере
жидкость, к-рая поднимается на определенную высоту, а после сброса давления
опускается.
Пульсационные аппараты бывают колонные,
емкостные (баковые), трубчатые и т. п. и предназначены для осуществления химико-технол.
процессов в системах жидкость-жидкость, жидкость-газ, жидкость-твердая фаза,
жидкость-газ-твердая фаза. Широкое применение нашли колонны непрерывного действия
для проведения экстракции, сорбции, растворения и т.д. Уменьшение продольного
перемешивания и равномерность распределения в этих колоннах материальных потоков
достигается их вращат. и колебат. движением по сечению, создаваемым с помощью
неподвижных тарельчатых насадок. Наиб. распространенная насадка типа КРИМЗ (см.
рис.) представляет собой набор укрепленных на общем штоке тарелок со множеством
незамкнутых сопловых отверстий с направляющими лопатками. Отверстия расположены
по концентрич. окружностям, причем на каждой тарелке зеркально по отношению
к отверстиям на предыдущей и послед. тарелках; в др. вариантах насадки КРИМЗ
расположение отверстий может изменяться, но сам тип отверстий постоянен. Соответственно
в каждом межтарельчатом сечении движение потоков противоположно предыдущему
и последующему, а при пульсации оно периодически изменяется. Пульсац. камера
в колоннах может находиться внутри или вне аппарата.
Насадка типа КРИМЗ (а)и схема расположения отверстий в соседних элементах (б).
В баковых пульсационных аппаратах пульсац.
камера встроена в аппарат, колебат. движение жидкости преобразуется в центробежное
или циркуляционное благодаря специально направленным сопловым устройствам. В
трубчатых аппаратах, напр. теплообменниках, пульсация может осуществляться в
межтрубном пространстве (с использованием только колебат. движения) или в трубах,
в к-рые помещают преобразователи движения; коэф. теплопередачи в этих аппаратах
по сравнению с обычными повышается на 50-70%. В пульсац. фильтрах колебания
изменяют направление движения жидкости через фильтровальную перегородку, к-рая
регенерируется за сравнительно короткие промежутки времени, при этом ее пропускная
способность стабилизируется. К пульсационным аппаратам относятся также горизонтальные смесительно-отстойные
экстракторы; в их смесит. камерах установлены смесительно-транспорти-ровочные
устройства (см. Экстракция жидкостная). В последние годы внедрены
в пром-сть вертикальные пульсац. смесители-отстойники, что позволяет в одном
колонном аппарате использовать последовательно неск. разных эк-страгентов.
Достоинства пульсационных аппаратов: эффективный
контакт фаз, что резко повышает единичную мощность, обеспечение гомогенизации
системы, высокий кпд единицы объема аппарата, низкая металлоемкость, простота
обслуживания из-за отсутствия движущихся частей.
Лит.: Карпачева
С. М., Захаров Б. И., Основы теории и расчета пульса-ционных колонныхреакторов,
М., 1980; Карпачева С. М., Рагинский Л. С., Муратов В.М., Основы теории и расчета
горизонтальных пульсационных аппаратов и пульсаторов, М., 1981; Карпачева С.
М., Рябчиков Б. Е., Пуль-сационная аппаратура в химической технологии, М., 1983;
Процессы и аппараты химической промышленности, под ред. П. Г Романкова, Л.,
1989, с. 380-84.
С. М. Карпачева.