Види абсорберів та умови їх застосування

Поверхневі насадкові абсорбери. В поверхневих (насадковнх) абсорберах контакт газу з рідиною від­бувається на змоченій поверхні насадки, по якій стікає зрошувальна ріди­на. Залежно від щільності зрошування й швидкості газового потоку насадкові абсорбери можуть працювати в різних гідродинамічних режимах: плівковому, підвішування, емульгування та винесення.

Плівковий режим характеризується невеликими навантаженнями за газом та рідиною. При цьому спостерігається незначна взаємодія між ріди­ною та газом. Кількість утримуваної насадкою рідини не залежить від швидкості газу. Опір насадки при такому режимі прямо пропорційний ква­драту швидкості газового потоку.

Режим підвішування настає у випадку, коли при збільшенні швидко­сті висхідного потоку газу швидкість стікання рідини по насадці зменшу­ється. Відбувається накопичення рідини в місцях контакта насадковнх тіл і збільшується кількість утримуваної рідини. При такому режимі спостерігається різке збільшення опору змоченої насадки при незначному збільшенні швидкості газу. Збільшується змочена й активна поверхня насадки, що сприяє інтенсифікації масообміну.

Режим емульгування відбувається внаслідок значного накопичення рідини в насадці. Газ при цьому не проходить суцільним потоком, а барбо­тує через рідину, що накопичилась в насадці. Режим емульгування відпо­відає максимальній ефективності насадкових абсорберів. Це відбувається внаслідок збільшення поверхні контакту фаз, яка при цьому режимі визна­чається не тільки геометричною поверхнею насадки, але й поверхнею бу­льбашок й струмин газу в рідині.

Рис.5.3.1.Класифікація абсорберів

Режим винесення рідини починається тоді, коли швидкість газу пе-ревищує швидкість, що відповідає режиму заклинання. При такому режимі газ знову стає суцільною фазою і відбувається значне винесення із апарата рідини у вигляді крапель.

Ефективність роботи абсорбера визначається типом насадки та її укладанням. Насадка повинна мати малий гідравлічний опір, рівномірно розподіляти рідину, мати високу механічну міцність, добре змочуватися, мати малу насипну густину, не забиватися та не мати антикорозійних властивостей.

Зрошування насадок виконують за допомогою компактних та роздрібнених струменів. Компактні струмені забезпечать нерозбризкуючі зрошувачі, що включають трубчасті розподільники рідини, розподільчі плити або розподільчі жолоби. Високий ступінь змочуваності верхнього шару насадки дозволяють зрошувачі з роздрібненим струменем, тобто розбризкуючі зрошувачі. До них відносяться перфоровані стакани, розбризкуючі зірки, багатоярусні гірляндові та щілинні зрошувачі.

Недоліком насадкових абсорберів їх значна металоємнІсть, складність відведення тепла та громіздкість.

Барботажні абсорбери. Принцип роботи цих абсорберів грунтується на проходженні (барботажі) бульбашок газу через шар рідини. Поверхня масообміну в барботажних абсорберах, де рідина є суцільною фазою, а газ — дисперсною, еквівалентна сумарній поверхні бульбашок газу або піни, що утворюються при барботажі.

Абсорбери з суцільним барботажним шаром виконують в вигляді пустотних циліндрів, в нижній частині яких установлюють перфоровану плиту, що призначена для подрібнення потоку газу на струмені.

Недоліков абсорберів з суцільним барботажним шаром є невелика швидкість руху газу(0,3…0,4 м/с) та наявність поздовжнього перемішування рідини, що знижує інтенсивність масо передачі.

Барботажні абсорбери тарільчастого типу використовують для збільшення ступення очищення газу.

Барботажні абсорбери тарілчастого типу використовують для збіль-шення ступеня очищення газу. В цих апаратах по висоті установлюють не одну, а декілька поличок, що мають назву тарілки. Залежно від конструкції тарілок та швидкості пропускання газу розрізняють три гідродинамічні режими роботи барботажних абсорберів: бульбашковий, пінний та струминний.

При бульбашковому режимі швидкість газу 0.3...0.4 м/с і він рухається через шар рідини у вигляді окремих бульбашок. Поверхня масообміну при цьому режимі порівняно невелика й залежить від діаметра бульбашок газу, що проходить через шар рідини.

При пінному режимі швидкість газу 0,5..3,0 м/с і він рухається через шар рідини у вигляді мілких бульбашок та струменів, шо створюють на полиці суцільний шар піни. Такий режим характеризується утворенням розвинутої поверхні масообміну, що збільшує продуктивність й ефективність пінних абсорберів.

При струминному режимі швидкість газу перевищує 3,0 м/с. Розміри газових бульбашок й струменів збільшуються і при виході на поверхню барботажного шару вони створюють значну кількість великих крапель та плівок. Поверхня масообміну різко збільшується, внаслідок чого зростає інтенсивність масообміну.

Таким чином, гідродинамічний режим в абсорберах залежить від швидкості газового потоку та конструкції тарілок. За способом організації руху газу й рідини тарілки в барботажних апаратах бувають перехресного типу, прямоструминні та протиструмннні.

До таріток перехресного типу відносяться ковпачкові, сіткові, клапанні, з S-подібнимн елементами та ковпачково-сіткові. Різновидністю пря-моструминних тарілок є двопоточні струминні, лускоподібні, пластинчасті та з відбійними елементами.

Для очищення газів, шо містять тверду фазу, використовують абсорбери з плаваючою насадкою. Ці апарати мають високу ефективність при значному гідравлічному опорі. Швидкість газового потоку 2...5 м/с. Як насадку використовують пустотні кулі або суцільні з отворами, а також куби, піраміди, диски тощо.

Використовують такі типи абсорбційних апаратів з плаваючою наса-дкою: багатополичний абсорбер з насадкою, шо обертається; абсорбер з рухомою насадкою, шо обертається: абсорбер з направляючим конусом.

Розпилювальні абсорбери. Розпилювальні абсорбери, шо відповідають вимогам з очищення газів, конструктивно простими, високопродуктивними, мають малий гідравлічний опір та можуть працювати в широкому, діапазоні навантаження за газом й рідиною. Принцип їх роботи грунтується на розпилюванні рідини в потоці газу, їх недоліком в порівнянні з барботажними апаратами є менша ефективність при абсорбції погано розчинних газів.

Механічні розпилювальні газопромивачі. Принцип роботи механічних розпилювальних газопромивачів грунтується на інтенсифікації масообміну шляхом розбризкування чи перемішування рідини або крутінні зволоженого газового потоку за допомогою обертового пристрою у вигляді ротора, диска тощо.

За способом розміщення ротора механічні абсорбери діляться на вер-тикальні та горизонтальні. Залежно від способу підведення механічної енергії апарати підрозділяють на такі, в яких очищувальні гази приводяться в дотик з рідиною, розбризкуваною за допомогою обертового тіла та в яких механічна енергія підводиться додатково для крутіння газового потоку.

Поиск по сайту: