Dərs vəsaiti Azərbaycan Dövlət Neft və Sənaye Universiteti təsdiq etmişdir. Əmr №01-I/18

2.6. Boşqablı kontakt quruluşları

Boşqablar tarazlıqda olmayan maye və buxar (qaz) axınların istiqamətlənmiş hərəkətləri və çoxdəfəli qarşılıqlı təsirləri zamanı fazaların görüşmə səthlərinin yaradılması və artırılmasına xidmət edir. Hər bir boşqabda görüşən buxar və maye axınlar arasında kütlə və enerji mübadiləsi baş verir, sonra isə onlar ayrılırlar.

Rektifikasiya və absorbsiya proseslərinin aparıldıqları kütlə mübadiləsi aparatlarında işçi xarakteristikalarına və texniki-iqtisadi göstəricilərinə görə bir-birindən xeyli fərqlənən olduqca müxtəlif konstruksiyalı boşqablar tətbiq olunur.
2.6.1. Boşqabların təsnifatı
Çoxsaylı cəhdlərə baxmayaraq, indiyə qədər boşqablı kontakt quruluşlarının kifayət qədər mükəmməl təsnifatı yoxdur. Onların bir sıra geniş yayılmış aşağıdakı əlamətlərinə görə təsnifatını vermək olar:
– mayenin boşqabdan boşqaba axıdılması;
– maye və buxar (qaz) fazaların kontakt zonasında qarşılıqlı hərəkət istiqamətləri;
– qarşılıqlı təsirdə olan fazaların dispersləşməsi;
– buxarı (qazı) mayeyə daxil edən elementin konstruksiyası və s.
Mayenin boşqabdan boşqaba axıdılması üsuluna görə xüsusi axıdıcı quruluşlu və axıdıcı quruluşsuz (mayenin qeyri-mütəşəkkil axıdılması, batırılmış) boşqabları fərqləndirirlər.
Xüsusi axıdıcı quruluşlu boşqablarda maye boşqabdan boşqaba buxar (qaz) axınından ayrılıqda, xüsusi kanallar (şək. 2.21) vasitəsilə axıdılır. Axıdıcı quruluşsuz (batırılmış) boşqablarda isə həm maye, həm də qaz boşqabın yatağındakı eyni deşiklərdən və ya yarıqlardan keçirlər. Bu yarıqlar dövri işləyirlər: müəyyən zaman kəsiyində yarıqların bir qismi buxarı, digəri mayeni buraxır; sonra onların rolları dəyişir. İstehsalatda olduqca müxtəlif konstruksiyalı axıdıcı quruluşlu boşqablar tətbiq olunurlar.
Maye və qaz axınların qarşılıqlı təsir xarakterinə görə barbotajlı və şırnaqlı boşqabları fərqləndirirlər. Boşqablarda buxar (qaz) xırda qabarcıqlara və şırnaqlara dispersləşərək, böyük sürətlə maye qatının içindən keçir. Bu halda yaranan qaz-maye sistem köpük adlanır.

Şək. 2.21. Axıdıcı quruluşların bəzi tipləri: a-biraxınlı; b-ikiaxınlı; c-dördaxınlı; ç-kaskadlı; d-axıdıcı borulu; e-mayenin boşqabda həlqəvi hərəkətilə; 1-axıdıcı arakəsmə; 2-axıdıcı boru; 3-arakəsmə

Buxar dispers faza, maye isə bütöv faza olduğu zaman fazaların qarşılıqlı təsiri barbotajlı rejimdə baş verir. Bu rejimdə işləyən kontakt quruluşları barbotajlı boşqablar adlanır. Barbotajlı boşqablarda kontakt quruluşu elementləri (qalpaklar, klapanlar, deşiklər və s.) maye qatında, buxarın demək olar ki, şaquli istiqamətdə hərəkətini yaradırlar. Barbotaj rejimi buxarın sürətinin nisbətən kiçik qiymətlərində mövcud olur.
Buxarın böyük sürətlərində maye dispers faza, buxar isə bütöv faza olur. Fazalararası kontakt damcıların və boşqablararası fəzada böyük sürətlə hərəkət edən maye şırnaqlarının səthlərində baş verir. Bu halda şırnaqlı rejim mövcud olur. Fazaların qarşılıqlı təsiri bu prinsipə əsaslanan kontakt quruluşları şırnaqlılar adlanır. Barbotaj rejimdən şırnaqlıya keçid hadisəsi fazaların inversiyası (yerini dəyişməsi) adlanır.
Şırnaqlı rejimdə buxarla (qazla) maye arasında kontakt düz axında baş verir. Qeyd etmək lazımdır ki, görüşən fazaların təmiz düz axınını reallaşdırdıqda aparatın məhsuldarlığının xeyli artmasına baxmayaraq, bir kontakt elementi hüdudunda belə qarşılıqlı təsirin effektivliyi, adətən yüksək olmur. Görüşən fazaların qarşılıqlı təsirinin ümumi effektivliyini yüksəltmək üçün düz axının məhdudlaşdırılmasının müxtəlif üsullarına əl atırlar.
Axınların (tökülmələrin) sayına görə boşqablar bir-, iki- və çoxaxınlı hazırlanırlar (şək. 2.21, a, b, c). Boşqabın sahəsi üzrə bərabər paylanmış çoxaxıdıcılı boşqabları və yatağı kaskad halında yerləşmiş boşqabları (şək. 2.21, ç) da fərqləndirirlər.
Çoxaxınlı və çoxaxıdıcılı boşqablar böyük diametrli kolonlarda və maye axının sərfi yüksək olduqda işlədilirlər. Belə boşqablar fazaların kontaktı sahəsində mayenin səviyyəsinin və qazın paylanmasının daha da bərabər olmasını təmin edirlər. Bu hidravliki cəhətdən mayenin axma gərginliyinin və onun boşqabda qət etdiyi məsafənin azalması ilə əlaqədardır. Hündürlüyü boyu maye yükü xeyli dəyişən kolonlarda axınlarının sayı müxtəlif olan boşqablar quraşdırılır.
Boşqabın yatağı hədlərində maye faza üfqi səth və tökülmə tərəfə yüngülcə mail üzrə və ya kaskadla (şək. 2.21, ç) axıdıla bilər. Kaskadlı boşqabların tətbiqi maye səviyyəsi qradiyentinin ∆ qiymətini azaltmağa imkan verdiyindən, böyük diametrli kolonlarda boşqabın daha effektiv işləməsini təmin edir. Ancaq, bu halda boşqablararası məsafə artır və boşqabın konstruksiyası mürəkkəbləşir.
Maye üzrə yüklənmələrin alçaq qiymətlərində adətən axıdıcı borular (şək. 2.21, d) istifadə edilir.
Kontakt zonasında qaz (buxar) və maye axınların qarşılıqlı hərəkət istiqamətlərindən asılı olaraq, üç əsas boşqablar qrupunu fərqləndirirlər:
– qaz və maye çarpaz axınla hərəkət edən çarpaz axınlı boşqablar. Mayenin bir boşqabdan digərinə axıdılması üçün bu boşqabların axıdıcı quruluşları olur, məsələn, qalpaklı, S-varı elementli, klapanlı, ələkşəkilli.
– əksaxınlı boşqablar (batırılmış tipli); onlarda axıdıcı quruluşlar olmur, qaz və maye eyni deşiklərdən keçirlər. Misal olaraq şəbəkəli boşqabları göstərmək olar.
– düzaxınlı boşqablarda qaz və maye eyni istiqamətdə hərəkət edirlər, yəni qaz (buxar) deşikdən boşqabın yatağı ilə hərəkət edən mayenin istiqamətində çıxır. Bu halda, mayenin uzununa qarışması azalır və qaz onun hərəkətinə kömək etməklə, hidravliki qradiyenti də azaldır. Bu boşqabların, adətən axıdıcı quruluşları olur, ancaq axıdıcı quruluşsuz boşqab konstruksiyaları (şırnaqlı, qaytarıcılı şırnaqlı) da mövcuddur. Sürətli düzaxınlı boşqablar buxar və mayenin burulmuş qalxan axında görüşmələrini təmin edirlər.
Hal-hazırda kontakt zonasında çarpaz və düz axınların uyğunlaşdırılmasını istifadə edən çarpaz-düzaxınlı kontakt quruluşları geniş yayılmışlar. Onlar bütövlükdə məhsuldarlıq və effektivlik üzrə yüksək göstəriciləri təmin edirlər.
Buxarı (qazı) mayeyə daxil edən elementin konstruksiyasından asılı olaraq deşikli, qalpaklı, klapanlı, ələkşəkilli, dilcikli (pulcuklu), düzaxın-sürətli kontakt elementli və başqa boşqab tiplərini fərqləndirirlər. Onların bir qismi ancaq barbotaj rejimdə (qalpaklı), digərləri ancaq şırnaqlı rejimdə (dilcikli), üçüncüləri isə hər iki rejimdə (klapanlı) işləyə bilirlər
Qazın (buxarın) mayeyə verilməsinin istiqaməti və kontakt zonasında fazaların qarşılıqlı təsirlərinin xarakteri boşqabın məhsuldarlığına və effektivliyinə, eləcə də boşqabın effektivliyinin buxar üzrə yüklənmədən asılılığına əsaslı sürətdə təsir edirlər.
Boşqabın məhsuldarlığını artırmaq üçün fazaların düz axında görüşməsindən istifadə edilir, fazaların qarşılıqlı təsirlərinin effektivliyini artırmaq üçün isə çarpaz və ya əks axına üstünlük verilir. Bu xarakteristikaların optimal uyğunlaşdırılması boşqablı kontakt quruluşlarının ən yüksək istismar göstəricilərinin əldə edilməsini təmin edir.