Дисертаційна робота присвячена дослідженню тепломасообмінного обладнання для сорбційних процесів при безпосередньому контакті газу і рідини з використанням комбінованих блокових тарілчасто-насадочних апаратах, а також більш глибокому опису цього процесу, що є актуальним завданням хімічної технології.
Було запропоновано в сепараційний простір між провальними тарілками помістити спеціальні сепаратори, для зменшення шкідливого впливу бризкоунесення на ефективність провальних тарілок. Такі сепаратори працюють у якості стабілізаторів пінного шару при роботі апарату у розвиненому барботажному режимі, а також самі є додатковою зоною контакту фаз тому перспективним напрямком є впровадження суміщених та комбінованих в одному апараті тарілчастих та насадкових контактних пристроїв. За рахунок цього можна підвищити ефективність та інтенсивність процесів розділення, уникнути бризковіднесення рідини у вже діючих колонних тепломасообмінних апаратах.
У дисертації наведені розроблені моделі взаємодії потоків у комбінованих блочних тарілчасто-насадкових пристроях, що дозоляють визначити гідродинамічні показники та характеристики процесу.
Запропоновано механізм формування фазових потоків у блочному контактному елементі; було виявлено існування кількох зон газорідинної системи. Під час фізичних моделювань були визначені гідродинамічні характеристики та граничні режими роботи контактних секцій. Отримані залежності висоти пінного шару, гідродинамічного опору контактної ступені для визначення основних робочих параметрів даної конструкції колонного апарату з комбінованими контактними елементами. Встановлено, що дірчасті тарілки провального типу середнього вільного перетину працюють більш стійко, ніж тарілки провального типу із меншим вільним перетином.
Обґрунтовані конструктивні признаки стабілізаторів пінного шару, необхідні для досягнення високого ступеня розділення. Встановлена висота розташування стабілізатора над полотном тарілки у діапазоні 100-120 мм. Показано, що при застосуванні стабілізаторів пінного шару газовміст на контактній ступені скорочується, що призводить до більш стабільної та рівномірної роботи апарату.
В роботі представлено механізм бризковіднесення в комбінованому контактному елементі та приведені емпіричні залежності для визначення величини бризковіднесення. Наведені рівняння для розрахунку нижньої та верхньої межі роботи комбінованого контактного елементу.
На підставі фізичного моделювання було визначено залежності для розрахунку ефективності роботи комбінованого контактного елементу від режимних та конструктивних параметрів, які адекватно описують процеси, що спостерігались при експериментальних дослідженнях, та показують достатньо високу кореляцію із експериментальними даними в межах 5-20%,
Запропоновано вдосконалений комбінованими тарілчасто-насадковими контактними секціями апарат для промивання газу колон І та ІІ у виробництві кальцинованої соди, а також використання досліджених конструкцій у скруберах для уловлювання пилу або органічних речовин.
В промислових умовах при модернізації діючих технологічних ліній виробництва кальцинованої соди при використанні результатів дисертаційної роботи запропонована система очистки технологічних газів забезпечить ступінь очищення від 96,4 – 99,0 %, а показники процесу сепарації будуть відповідати вимогам, які необхідні для надійного функціонування технологічних ліній.
На основі виконаних в роботі теоретичних і експериментальних досліджень розроблено науково обґрунтовані практичні рекомендації до проектування та інженерних методик для розрахунку колонних апаратів із використанням блочних тарілчасто-насадкових контактних елементів на основі комбінованого принципу з метою підвищення ефективності процесів сепарації та зниження гідравлічного опору, з визначенням раціональних конструктивних параметрів елементів сепараційних систем. Результати роботи впроваджені при виконанні господарчих договорів, науково-дослідних робіт та у навчальному процесі, що підтверджується відповідними актами.
