Насадочная абсорбционная колонна
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
о. Достоинства кусковой на садки - дешевизна и стойкость к большинству агрессивных сред; недостатки - малые удельная поверхность и свободный объем и значительное гидравлическое сопротивление. Кварц, кроме того, обладает большим объемным весом, а кокс легко крошится, что ведет к загрязнению орошающей жидкости и увеличению сопротивления. Эффективность кусковых насадок невелика. Сейчас они используются редко.
Специальные иасадки. Испытана насадка из вертикальных проволочных спиралей диаметром 30 мм (диаметр проволоки 3 мм) и расстоянием между ними 50 мм. Орошение подается отдельно на каждую спираль. Насадка обладает большим свободным объемом (е = 0,96) и малым сопротивлением.
Насадка полиэтиленовыми розетками Теллера изображена на рис. 11., а. При s = 0,83 и а = 250 м-1 объемные коэффициенты массопередачи для этой насадки оказались на 23-72% выше, чем для колец и седел размером 25 мм при более низком сопротивлении. Так как полиэтилен не смачивается водой и смоченная поверхность близка к нулю, высокие коэффициенты массопередачи объясняют абсорбцией жидкостью, находящейся в точках соприкосновения насадочных тел между собой, и стекающими струйками (у испытанной насадки число точек соприкосновения составляло 1,3-106 в м3, что в 2-3,5 раза превышает значение для седел и колец размером 25 мм).
Были предложены различные металлические сетчатые насадки, отличающиеся высокой эффективностью. Недостатками этих насадок являются легкаязабиваемость и малые допустимые скорости газа. Последний недостаток устранен в насадке Спрейпак, показанной на рис. 11.,б. Насадка изготовляется из металлической полосы толщиной 0,5-1 мм нанесением в шахматном порядке прорезей и последующим растягиванием полосы в направлении, перпендикулярном прорезям; при этом прорези расширяются и полоса принимает вид решетки. Насадка собирается нз изогнутых решетчатых элементов, соединяемых стержнями (рис. 11., б). Испытания насадки с шагом р = 125-300 мм и высотой ячейки h = 50-150 мм (при размере отверстий 3;2 мм, поперечном шаге между отверстиями 5,6 мм, ширине перемычки между отверстиями 1,6 мм и продольном шаге между отверстиями 10,3 мм) показали, что жидкость, независимо от способа ее подачи, хорошо смачивает всю поверхность насадки. Достоинство насадки Спрейпак - возможность работы с высокими скоростями газа (до 2,5-3,5 м/с) при умеренных гидравлических сопротивлениях (до 500-750 Па на 1 м высоты). Пока еще имеется слишком мало данных для оценки этой насадки.
а б
Рис. 11. Специальные насадки:
а - розетка Теллера; б - насадка Спрейпак.
Насадка из стеклянного волокна отличается очень высокой удельной поверхностью (около 1000 м-1) и большим свободным объемом (0,9-0,95), причем гидравлическое сопротивление ниже, чем у остальных насадок внавал. Эта насадка чувствительна к захлебыванию; при наступлении последнего насадка разрыхляется с образованием пустот, причем верхний слой насадки разрывается на короткие волокна. Другим недостатком насадки является легкаязабиваемость [1, 2, 3].
Барботажные (тарельчатые) абсорберы
Тарельчатые абсорберы (рис.12.) представляют собой, как правило, вертикальные колонны, внутри которых на определенном расстоянии друг от друга размещены горизонтальные перегородки - тарелки. С помощью тарелок осуществляют направленное движение фаз и многократное взаимодействие жидкости и газа.
Рис.12. Тарельчатый абсорбер:
- тарелки; 2 - газовые трубки; 3 - колпачки; 4 - сливные патрубки.
Таки образом, в тарельчатых абсорберах происходит ступенчатый контакт с соединением ступеней противотоком: газ поступает в нижнюю часть и выходит сверху; жидкость подводится сверху и выходит снизу. На каждой тарелке, в зависимости от ее конструкции, может, осуществляется тот или иной вид движения фаз, обычно перекрестный ток или перемешивание жидкости.
Назначение тарелок развитие межфазной поверхности и улучшение контакта между жидкостью и газом. Тарелки, как правило, снабжаются устройством для перелива жидкости.
К тарелкам предъявляются следующие требования: они должны иметь высокий к.п.д. (обеспечивать хороший контакт между жидкостью и газом), обладать малым гидравлическим сопротивлением, устойчиво работать при значительном колебании расходов пара и жидкости. Тарелки должны быть просты по конструкции, удобны в эксплуатации, иметь малый вес и быть нечувствительными к различным осадкам и отложениям, что особенно важно при работе с загрязненными жидкостями. Наибольшее применение находят колпачковые, ситчатые и клапанные тарелки.
Рис. 13. Конструкции тарелок:
а) колпачковая; б) клапанная с верхним ограничителем подъема; в) клапанная с нижним ограничителем подъема; г) из S - образных элементов; д) пластинчатая; е) чешуйчатая; ж) прямоточная.
Распыливающие абсорберы
В абсорберах этого типа тесный контакт между фазами достигается путем распыливания или разбрызгивания различными способами жидкости в газовом потоке.
Полый распыливающий абсорбер представляет собой колонну, в верхней части, корпуса которой имеются форсунки для распыливания жидкости. В распыливающих абсорберах объемные коэффициенты массопередачи быстро снижаются по мере удаления от форсунок вследствие коалисценции капель и уменьшения поверхности фазового контакта.
К достоинствам полых распыливающих абсорберов относятся: простота устройства, низкое гидравлическое сопротивление, возможность работ