2.3.2 Колонны с тарелками без сливных устройств

В тарелке без сливных устройств (рис. 4) газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия или щели. При этом одновременно с взаимодействием фаз на тарелке происходит сток жидкости на нижерасположенную тарелку - «проваливание» жидкости. Поэтому тарелки такого типа часто называют провальными [1].

Рис. 4 - Устройство колонны и провальных тарелок: а - колонна с провальными тарелками; б - две соседние дырчатые провальные тарелки (1 - колонна; 2 - тарелки)

Гидродинамические режимы работы провальных тарелок специфичны тем, что нормальная их работа возможна только после достижения определенной скорости газа (рис.5). При низких скоростях газа w жидкость на тарелке не задерживается (скорость газа до точки В на рис.5), так как мала сила трения на поверхности контакта жидкости и газа. При достижении скорости газа, соответствующей точке А, происходит скачкообразное увеличение P, так как на поверхности тарелки появляется слой жидкости, и она вступает в режим работы, который продолжается при скоростях газа до точки С. При этом на тарелке могут возникать рассмотренные выше гидродинамические режимы (образование режимов зависит от ряда факторов-размеров отверстий или щелей в тарелке, расходов жидкости и др.). При скорости газа соответствующей точке С и выше, может возникнуть перелом на графике зависимости P=f(w), который объясняется резким возрастанием количества жидкости на тарелке, при котором наступает захлёбывание тарелки [5].

Рис. 5 - Зависимость гидравлического сопротивления провальной тарелки от скорости газа в колонне

При небольших расходах жидкости, большом свободном сечении тарелки и большом диаметре отверстия или размере щели гидравлическое сопротивление тарелки увеличивается монотонно, но при этом существенно возрастает брызгоунос [9].