Меню сайта
|
АбсорбцияАБСОРБЦИЯ 1) поверхностные; 2) насадочные; 3) барботажные (тарельчатые); 4)
распыливающие.
Так как поверхность соприкосновения в
таких абсорберах мала, то устанавливают несколько последовательно соединенных аппаратов,
в которых газ и
жидкость движутся противотоком друг к другу. Для того чтобы жидкость перемешалась по
абсорберам самотеком, каждый последующий по ходу жидкости аппарат располагают несколько ниже предыдущего. Для отвода тепла, выделяющегося при абсорбции, в
аппаратах устанавливают змеевики, охлаждаемые водой ила другим охлаждающим
агентом, либо помещают абсорберы в сосуды с проточной водой. Пластинчатый абсорбер состоит из
двух систем каналов: по каналам 1 большого сечения движутся противотоком газ и абсорбент, по каналам 2 меньшего сечения - охлаждающий агент (как правило, вода). Пластинчатые абсорберы
обычно изготавливаются из графита, так как он
является химически стойким материалом, хорошо проводящим тепло. Поверхностные абсорберы имеют ограниченное применение вследствие
их малой эффективности и громоздкости. Пленочные абсорберы. Эти аппараты более
эффективны и компактны, чем поверхностные абсорберы. В пленочных абсорберах
поверхностью контакта фаз является
поверхность текущей пленки жидкости. Различают следующие разновидности аппаратов
данного типа: 1) трубчатые абсорберы; 2) абсорберы с плоско-параллельной
или листовой насадкой; 3) абсорберы с
восходящим движением пленки жидкости. Трубчатый абсорбер сходен по устройству с
вертикальным кожухотрубчатым теплообменником. Абсорбент поступает на верхнюю
трубную решетку 1, распределяется по трубам 2 и стекает по их внутренней
поверхности в виде тонкой плёнки. Насадочные абсорберы. Широкое распространение в промышленности в
качестве абсорберов получили колонны, заполненные насадкой – твердыми телами
различной формы. В насадочной колонне (рис.) насадка 1 укладывается на опорные
решетки 2, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости.
Последняя с помощью распределителя 3 равномерно орошает насадочные тела и
стекает вниз. По всей высоте слоя насадки равномерного распределения жидкости
по сечению колонны обычно не
достигается, что объясняется пристеночным эффектом – большей плотностью укладки
насадки в центральной части колонны, чем у ее стенок. Вследствие этого жидкость
имеет тенденцию растекаться от центральной части колонны к ее стенкам. Поэтому
для улучшения смачивания насадки в колоннах большого диаметра насадку иногда
укладывают слоями (секциями) высотой 2- В насадочной колонне жидкость течет по
элементу насадки главным
образом в виде тонкой пленки,
поэтому поверхностью контакта фаз является в основном смоченная поверхность насадки, и насадочные аппараты
можно рассматривать как разновидность пленочных. Однако в последних пленочное
течение жидкости происходит по всей высоте аппарата, а в насадочных абсорберах
- только по высоте элемента насадки. При перетекании
жидкости с одного элемента насадки на другой пленка жидкости разрушается и на нижележащем элементе образуется
новая пленка. При этом часть жидкости проходит через расположенные ниже
слои насадки в виде струек, капель и брызг.
Часть поверхности насадки бывает смочена
неподвижной (застойной) жидкостью.
Рис. 5. Эмульгационная насадочная колонна: Выбор
насадок. Для того чтобы насадка работала эффективно, она должна удовлетворять
следующим основным требованиям: 1) обладать большой
поверхностью в единице объема; 2) хорошо смачиваться орошающей
жидкостью; 3) оказывать малое гидравлическое сопротивление газовому потоку; 4) равномерно распределять орошающую
жидкость; 5) быть стойкой к химическому воздействию жидкости и газа,
движущихся в колонне; 6) иметь малый
удельный вес; 7) обладать высокой механической прочностью; 8) иметь невысокую стоимость. Насадок,
полностью удовлетворяющих всем указанным требованиям, не
существует, так как, например, увеличение удельной поверхности насадки влечет за собой
увеличение гидравлического сопротивления аппарата
и снижение предельных нагрузок. В промышленности применяют разнообразные по форме и размерам насадки (рис.),
которые в той или иной мере
удовлетворяют требованиям, являющимся основными при проведении конкретного процесса абсорбции. Насадки
изготавливают из разнообразных материалов
(керамика, фарфор, сталь, пластмассы и др.), выбор которых диктуется величиной удельной поверхности насадки, смачиваемостью и коррозионной стойкостью. В настоящее время в промышленности применяются
разнообразные конструкции тарельчатых аппаратов. По способу
слива жидкости с тарелок барботажные абсорберы можно подразделить
на колонны: 1) с тарелками со сливными
устройствами и 2) с тарелками без сливных устройств. Тарельчатые
колонны со сливными устройствами. В
этих колоннах перелив жидкости тарелки на тарелку осуществляется при
помощи специальных устройств - сливных трубок, карманов и т. п.
Нижние концы трубок погружены в стакан на нижерасположенных тарелках и образуют
гидравлические затворы, исключающие
возможность прохождения газа через
сливное устройство. Рис. 7. Тарельчатая колона со сливными
устройствами: 1 – тарелка; 2 – сливные устройства. Переливные трубки располагают на тарелках
таким образом, что жидкость на соседних тарелках протекала во
взаимнопротивоположных направлениях. За последнее время все шире
применяют сливные устройства в виде сегментов, вырезанных в тарелке и
ограниченных порогом - переливом. К тарелкам со сливными устройствами
относятся: ситчатые, колпачковые, клапанные и балластные, пластинчатые. Полый распыливающий абсорбер (рис.16) представляет собой колонну, в верхней части
корпуса 1 которой
имеются форсунки 2 для
распыливания жидкости (главным образом механические). В распыливающих абсорберах объемные коэффициенты массопередачи быстро
снижаются по мере удаления от форсунок
вследствие коалесценции капель и уменьшения поверхности фазового контакта. Поэтому оросители (форсунки) в этих аппаратах обычно устанавливают на
нескольких уровнях. Распыливающие абсорберы применяются главным образом для поглощения хорошо растворимых газов, так как вследствие
высокой относительной скорости фаз и
турбулизации газового потока коэффициенты массоотдачи в газовой фазе в этих аппаратах достаточно высоки.
Значительно более эффективными
аппаратами являются прямоточные распыливающие абсорберы,
в которых
распыленная жидкость захватывается и уносится газовым потоком, движущимся с большой скоростью (20-30 м/сек и более), а затем отделяется от газа в сепарационной
камере. К
аппаратам такого типа относится
абсорбер Вентури |
Друзья
Поиск
|