 |
Массопередача в барботажных абсорберах
|
|
|
|
Массопередача в барботажных абсорберах
Рекомендуемый метод расчета аппаратов - по кинетической кривой, которая строится на основе коэффициента извлечения:
E= 
E определяется из выражения: 
=-2, 3lg(1-E) по известному числу единиц переноса на тарелку.
1. Через число переноса для фаз G и L: 
и 
2. Через коэффициент массопередачи, отнесенный к единице площади тарелки ( 
), который также находят через коэффициенты массопередачи
Распыливающие абсорберы
Распыливающие абсорберы можно разделить на 3 группы аппаратов:
1. Полые форсуночные распыливающие абсорберы, в которых распыление происходит за счет энергии жидкости;
2. Скоростные прямоточные распыливающие абсорберы, в которых распыление жидкости осуществляется за счет кинетической энергии газового потока.
3. Механические распыливающие абсорберы, в которых жидкость распыляется вращающимися деталями, за счет подводимой извне механической энергии.
1) Полые распыливающие абсорберы.
Колонны: газ идет снизу вверх, а жидкость распыливается с направлением факела вниз или под углом. Абсорберы могут быть и многоярусные.
Полые распыливающие абсорберы: а - факел распыла направлен вниз; б - факел распыла направлен под углом (двухрядное разложение форсунок)
Преимущества:
1. Простота конструкций;
2. Низкая стоимость;
3. Низкое сопротивление;
4. Возможность использования при сильно загрязненных газах.
Недостатки:
1. Невысокая эффективность, обусловленная перемешиванием газа и небольшой скоростью его (во избежание уноса);
2. Необходимость работы на больших плоскостях орошения и затруднения с регулированием количества подаваемой воды;
3. Высокий расход энергии на распыление жидкости.
|
|
|
2) Скоростные прямоточные распыливающие абсорберы.
В случае прямотока газа и жидкости процесс проводят при больших скоростях газа (20-30 м/сек), причем вся жидкость уносится с газом и отделяется от него в специальном сепарационном устройстве. Рабочий объем этих абсорберов имеет форму трубы Вентури и состоит из сужающейся части (конфузора), узкой части (горловины) и расширяющейся (диффузора). Жидкость подается в горловину или в конфузор. В диффузоре кинетическая энергия газа переходит в энергию давления с минимальными потерями.
Форсуночные абсорберы Вентури:
а - с периферийным вводом жидкости; б - с центральным вводом жидкости; 1 - горловина с отверстиями; 2 - циклон; 3 - сопло; 4 - бак.
Форсуночные абсорберы – жидкость поступает через сопла-форсунки.
Абсорбер Вентури с пленочным орошением (бесфорсуночный абсорбер)
Жидкость переливается через верхний образ конфузора, далее стекает в виде пленки и распыливается газом при прохождении через горловину. Угол конусности конфузора 25 
-30 , увеличивается до 60 при необходимом уменьшении длины трубы.
Эти абсорберы – высокоинтенсивные аппараты и весьма перспективны для процессов, не требующих противотока или позволяющих обойтись небольшим числом ступеней. Однако, пока они изучены недостаточно, опыт промышленной эксплуатации невелик. Трудно дать рекомендацию по выбору типа и режима.
3) Механические распыливающие абсорберы.
В механических абсорберах часто достигается высокая эффективность при небольших габаритах. Они имеют низкое гидравлическое сопротивление. Однако, они имеют ограниченное применение из-за сложности конструкции, наличия вращающихся частей и значительного расхода энергии.
Абсорбер с разбрызгивающими дисками:
1 - валы; 2 - разбрызгиватели; 3 – перегородки
На валу насажены диски, которые частично погружены в жидкость; при вращении вала жидкость увлекается дисками и разбрызгивается в виде мельчайших капель.
|
|
|
Рекомендация по выбору конструкции абсорбера
Существует большое число типов абсорберов, поэтому выбор их затруднен, часто абсорберы выбираются, проектируются и эксплуатируются не при оптимальных режимах.
Ввиду различия условий абсорбции невозможно рекомендовать какой-то один лучший аппарат. Наилучшим будет тот, который имеет наиболее высокие технико-экономические показатели: т. е. стоимость переработки 1 м3 газа или расходы на 1 т продукции будут наименьшими. Поэтому не стоит всегда стремиться к применению только высокоинтенсивных аппаратов.
Необходимо учитывать простоту конструкции, стоимость материалов, эксплуатационные расходы, изученность этого типа и наличие необходимых данных для его расчета, а также условия проведения абсорбции:
1. Направление тока жидкости – необходимо выбрать, исходя из P и 
, а также из необходимого числа единиц переноса:
до 4-6 – любой тип;
> 6 – с лист. насадкой, эмульгац. тарельчатые; без давления – насадочные.
2. Пределы изменения нагрузок по газу и жидкости;
3. Отвод выделяемого тепла;
4. Гидравлическое сопротивление;
5. Интенсивность;
6. Наличие в газе или жидкости загрязнений.
7. Масштабы производства
8. Коррозионные свойства среды.
|
|
|
