20. Поверхностные, пленочные и распыливающие абсорберы.
1) Поверхностные абсорберы: используют для поглощения хорошо растворимых газов. Малоэффективны, громоздки. Имеют ограниченное применение. Поверхность раздела фаз – зеркало медленно текущей или неподвижной жидкости.
2) Пленочные абсорберы: поверхность контакта фаз – текущая пленка жидкости.
3) Распыливающие абсорберы: контакт фаз достигается разбрызгиванием жидкости в газовом потоке. Применимы для поглощения хорошо растворимых газов.
21. Насадочные абсорберы. Гидродинамические режимы работы. Выбор насадок для абсорберов
Насадочные абсорберы представляют собой колонны, заполненные насадкой - твердыми телами различной формы. В насадочных колоннах обеспечивается лучший контакт обрабатываемых газов с абсорбентом, чем в полых распылителях, благодаря чему интенсифицируется процесс массопереноса и уменьшаются габариты очистных устройств.
Рис. 3.3. Схемы насадочных абсорберов:
а - со сплошным слоем насадки; б - с секционной загрузкой насадки:
1 - корпус; 2 – распределитель жидкости; 3 - насадка; 4 -опорные решетки; 5 - перераспределитель жидкости; 6 - гидравлические затворы; в - эмульгационная насадочная колонна: 1 - насадка; 2 - сетка, фиксирующая насадку; 3 - гидравлический затвор; 4 - опорная решетка; 5 - распределитель газа.
В насадочной колонне 1 насадка 3 укладывается на опорные решетки 4, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости, которая достаточно равномерно орошает насадку 3 с помощью распределителя 2 и стекает по поверхности насадочных тел в виде тонкой пленки вниз. Однако равномерное распределение жидкости по всей высоте насадки по сечению колонны обычно не достигается, что объясняется пристеночным эффектом. Вследствие этого жидкость имеет тенденцию растекаться от центральной части колонны к ее стенкам и практически полностью оттесняется от места ввода абсорбента к периферии колонны на расстоянии, равном четырем-пяти ее диаметрам. Поэтому часто насадку в колонну загружают секциями высотой в четыре-пять диаметров (но не более 3…4 метров в каждой секции), а между секциями (слоями насадки) устанавливают перераспределители жидкости 5 (рис. 3.3, б), назначение которых состоит в направлении жидкости от периферии колонны к ее оси.
Насадочные абсорберы могут работать в различных гидродинамических режимах.
Первый режим –– пленочный –– наблюдается при небольших плотностях орошения и малых скоростях газа. Количество задерживаемой в насадке жидкости при этом режиме практически не зависит от скорости газа.
Второй режим –– режим подвисания. При противотоке фаз вследствие увеличения сил трения газа о жидкость на поверхности соприкосновения фаз происходит торможение жидкости газовым потоком. В режиме подвисания с возрастанием скорости газа увеличивается смоченная поверхность насадки и соответственно –– интенсивность процесса массопередачи.
Третий режим –– режим эмульгирования –– возникает в результате накопления жидкости в свободном объеме насадки. При этом наступает обращение или инверсия фаз. Образуется газо-жидкостная дисперсная система, по внешнему виду напоминающая барботажный слой (пену) или газо-жидкостную эмульсию Гидравлическое сопротивление колонны резко возрастает.