Абсорбер із плоскопаралельною насадкою

Абсорбер із плоскопаралельною насадкою (мал. 1). Цей апарат являє собою колону з листовою насадкою 1 у вигляді вертикальних аркушів з різного матеріалу (метал, пластичні маси та ін.) чи туго натягнутих полотнищ із тканини. У верхній частині абсорбера знаходяться розподільні пристрої 2 для рівномірного змочування листової насадки по обидва боки.

Мал. 1. Абсорбер із плоскопаралельною насадкою:

1 — листова насадка; 2 — розподільний пристрій.

ПОРОЖНИСТІ (РОЗПИЛЮВАЛЬНІ) АБСОРБЕРИ

У порожнистих абсор­берах контакт між фазами досягається розпилюванням або розбризкуванням рідини в газовому потоці. Порожнисті (розпилювальні) абсорбери - це порож­нисті колони, у яких газ рухається зазвичай знизу вгору, а рідина подасться че­рез змонтовані у верхній частині колони форсунки із спрямуванням факела розпилу найчастіше зверху вниз.

Ці абсорбери вирізняються простотою конструкції й малим гідравлічним опором, їх можна використовувати при значній концент­рації абсорбтиву в оброблюваному газі. Проте вони мають низьку ефективність і значні вит­рати енергії на розпилення рідини.

У швидкісних прямотечійних розпилю­вальних абсорберах газ, який рухається зі швидкостями до 20-30 м/с, захоплює рідину, взаємодіє з нею, після чого остання відокрем­люється від газового потоку в сепараційному просторі апарата (до такого типу апаратів на­лежить абсорбер Вентурі).

У механічних розпилювальних абсорберах рідина розбризкується за допо­могою механічних обертових пристроїв.

Мал. 1 Порожнистий (розпилювальний) абсорбер:

1 - корпус; 2 - кришка; 3 - форсунки

РОЗПОДІЛЮЮЧІ ПРИСТРОЇ АБСОРБЕРІВ.

Самотьочний розподілювач: рідина поступає в центральний жолоб 1, долі розподілюється по жолобах 2 і розтікається по насадочних тілах.

На мал. 1,б: рідина поступає на тарілку 3 і, стікаючи через край останньої, розподіляється по насадочних тілах.

Пневматичний розподілювач: товстостінний стакан 4, в якому висвердлені канали 5. Рідина нагнітається під тиском в центральний канал 6 і, розподілюючись по каналах 5, розбризкується над насадочними тілами.

Відцентровий розподілювач: рідина розбризкується над насадочними тілами обертаючимся диском 7.

Мал. 1. Розподілюючи пристрої абсорьерів:

а – самотьочний розподілювач; в – пневматичний розподілювач;

г – відцентровий розподілювач;

1 – центральний жолоб; 2 – розподілювальні жолоби; 3 – тарілка;

4 – розподілювальний стакан; 5, 6 – канали; 7 – обертаючийся диск.

КОВПАЧКОВІ ТАРІЛКИ.

Ковпачкові тарілки. Менш чуттєві до забруднень, чим колони із ситчатими тарілками, і відрізняються більш високим інтервалом усталеної роботи колони з ковпачковими тарілками (мал. 1). Газ на тарілку 1 надходить по патрубках 2, розбиваючи потім прорізами ковпачка 3 на велике число окремих струменів. Прорізу ковпачків найбільше часто виконуються у виді зубців трикутної або прямокутної форми. Далі газ проходить через шар рідини, що перетікає по прорізах значна частина дрібних струменів розпадається і газ розподіляється в рідині у виді пухирців. Інтенсивність утворення піни і бризгів на ковпачкових тарілках залежить від швидкості руху газу і глибини занурення ковпачка в рідину.

Мал. 1. Схема роботи ковпачкової тарілки:

1 – тарілка; 2 – газові патрубки; 3 – ковпачки;

4 – зливні патрубки.

ТИПИ НАСАДОК

Для того, щоб насадка працювала ефективно, вона повинна задовольняти наступним основним вимогам: 1) мати високу поверхню в одиницях об’єму; 2)добре змочуватися рідиною, що зрошує; 3) надавати малий гідравлічний опір газовому потоку; 4) рівномірно розподіляти рідину, що зрошує; 5) бути стійкою до хімічного впливу рідини і газу, що рухаються в колонні; 6) мати малу питому вагу; 7) володіти високою механічною міцністю; 8) мати невисоку вартість.

Мал.1 Типи насадок

а – кільця Рашига безладно покладені (навалом); б- кільця з перегородками, правильно покладені; в – насадка Гудлое; г – кільця Палячи; д – насадка «Спрейпак»; е – сідла Берля; ж- хордова насадка; з – сідла «Інталлокс»

Насадок, що цілком задовольняють усім зазначеним вимогам, не існує, тому що, наприклад, збільшення питомої поверхні насадки спричиняє збільшення гідравлічного опору апарату і зниження граничних навантажень. У промисловості застосовують різноманітні за формою і розмірами насадки (мал.1), що тією чи іншою мірою задовольняють вимогам, що є основними при проведенні конкретного процесу абсорбції. Насадки виготовляють з різноманітних матеріалів (кераміка, порцеляна, сталь, пластмаси та ін.), вибір яких диктується розміром питомої поверхні насадки, змочувальною та корозійною стійкістю.

Як насадку використовують засипання у колону навалом шматків коксу або кварцу розмірами 25 – 100 мм. Однак унаслідок ряду недоліків (мала питома поверхня, високий гідравлічний опір та ін.) кускову насадку в даний час застосовують рідко.

Широко поширена насадка у вигляді тонкостінний керамічних кілець висотою, рівною діаметру (кілець Рашига), що змінюється в межах 15 – 150 мм. Кільця малих розмірів засипають в абсорбер навалом (мал.1,а). Великі кільця (розмірами не менш (60х50 мм)укладають правильними рядами, зрушеними друг щодо друга (мал.1, б). Цей спосіб заповнення апарату насадкою називають завантаженням в укладання, а завантажену таким способом насадку – регулярною. Регулярна насадка має ряд переваг перед нерегулярною, засипаною в абсорбер навалом: володіє меншим гідравлічним опром, припускається великі швидкості газу. Однак для поліпшення змочування регулярних насадок необхідно застосовувати більш складні по конструкції зрошувачі. Хордова дерев’яна насадка (мал. 1, ж) звичайно використовується в абсорберах, що мають значний діаметр. Основне її достоїнство – простота виготовлення, недоліки – відносно невелика питома поверхня і малий вільний об’єм.

За останні роки стали застосовуватись спіральні насадки, виконані з металевих стрічок та дроту, різні металеві насадки (мал.1, д), а також насадка зі скляного волокна.

При виборі розмірів насадки варто враховувати, що чим більше розміри її елементу, тим вище припустима швидкість газу (і, відповідно, продуктивність абсорбера) і нижче його гідравлічний опір. Загальна вартість абсорбера з насадкою з елементів великих розмірів буде нижче за рахунок зменшення діаметра апарата, незважаючи на те, що його висота трохи збільшиться в порівнянні з висотою апарата, що має насадку менших розмірів (унаслідок зниження розмірів питомої поверхні насадки й інтенсивності масопередачі)

Дрібна насадка переважніше також при проведенні процесу абсорбції під підвищеним тиском, тому що в цьому випадку гідравлічний опір абсорбера не має істотного значення. Крім того, дрібна насадка, що володіє більшою питомою поверхнею, має переваги перед великою тоді, коли для здійснення процесу абсорбції необхідно велике число одиниць чи переносу теоретичних ступіней зміни концентрацій.