Рис. 6. Тарелки из штампованных элементов S-образной формы

Рис. 6. Тарелки из штампованных элементов S-образной формы

В ситчатых тарелках (рис. 7) предусмотрено большое количество отверстий диаметром 1...5 мм, равномерно распределенных по всему днищу тарелки. Газ проходит через эти отверстия и через слой жидкости в виде мелких струек и пузырьков. На ситчатых тарелках достигается более мелкое дробление струй и большая равномерность потока газа, что резко повышает эффективность абсорбции. Факторы, ограничивающие применение этих тарелок, — вероятность засорения и возможная коррозия отверстий.

Рис. 7. Схема работы аппаратов:

а — ситчатых тарелок, б — пенного абсорбера

Жидкость в пенных абсорберах переливается с тарелки на тарелку с помощью переливных устройств коробчатого типа, в которых происходит разрушение пены. При увеличении высоты пены на тарелке возрастает эффективность массопередачи. Однако при этом растет и гидравлическое сопротивление, что ограничивает область применения пенных абсорберов.

В пластинчатых тарелках (рис. 8) осуществляется направленное движение жидкости и газа; каждая ступень работает по принципу прямотока, что позволяет существенно повысить нагрузку по газу и жидкости.

Рис. 8. Схема работы пластинчатых тарелок:

1 — отверстия; 2 — переливное устройство

Газ проходит сквозь щели, образованные пластинами, под углом 10...15°, со скоростью 20...40м/с. В этих условиях жидкость диспергируется на мелкие капли и отбрасывается вдоль тарелки к следующей щели, где контакт жидкости и газа повторяется до перелива жидкости через сливной карман. Отсутствие переливного порога в тарелках этого типа уменьшает гидравлическое сопротивление. Достоинство этих тарелок — возможность использовать их при работе с загрязненными жидкостями, недостаток — снижение эффективности при небольшом расходе жидкости.

В клапанных тарелках (рис. 9) отверстия перекрыты свободнолежащими над ними клапанами. Высота подъема клапана ограничивается скобой. С изменением расхода газа клапан своим весом автоматически регулирует величину щели для прохода газа и тем самым обеспечивает его постоянную скорость. Поэтому клапанные тарелки могут стабильно работать с высокой эффективностью в широком диапазоне нагрузок по газу.

Рис.9. Схема работы клапана:

а – клапан; 2 – скоба

Провальные тарелки не имеют переливных устройств (рис. 10). Жидкость удерживается на тарелке, образует пену с барботирующим через отверстия газом и перетекает (проваливается) на нижележащую тарелку через те же отверстия. Провал жидкости происходит периодически: при истечении жидкости через отверстия гидростатическое давление столба пены над отверстием уменьшается, поэтому в следующий момент времени через это же отверстие барботирует газ. Высоту слоя пены регулируют скоростью газа. Достоинство этих тарелок — простота устройства, недостаток — пульсирующий гидродинамический режим тарелки и недостаточное дробление восходящего потока газа, что снижает эффективность абсорбции.

Рис. 10. Провальные тарелки:

а — дырчатые; б — решетчатые

Выбор типа тарелок определяется техническими условиями процесса абсорбции.

Насадочные абсорберыполучили широкое распространение в технике. Чтобы насадка работала эффективно, она должна обладать большой удельной поверхностью; оказывать небольшое гидравлическое сопротивление газовому потоку; хорошо смачиваться рабочей жидкостью; равномерно распределять жидкость по сечению абсорбера; быть коррозиестойкой по отношению к рабочей жидкости и газу; обладать высокой механической прочностью; быть легкой и недорогой.

Рис. 11. Типы насадок:

а — плоскопараллельная; б— фасонные керамические и способы их укладки (в — навалом; г -организованно)

Некоторые типы используемых в промышленности насадок и способы их укладки в аппарат приведены на рис. 11. Наиболее распространенной насадкой являются керамические кольца Рашига. Размеры изготовляемых насадок: 15x15x2,5; 25x25x3; 50 х 50 х 5 мм. Геометрической характеристикой насадок служит эквивалентный диаметр

(7)

Для колец Рашига удельная поверхность и свободный объем с увеличением размеров насадок составляют соответственно 300; 204; 87,5 м²/м* и 0,7; 0,74; 0,785 м³/м³.

В насадочном абсорбере (рис. 12) жидкость, подаваемая через распределительное устройство, при небольших скоростях газа течет по элементу насадки в виде тонкой пленки. Поверхностью контакта фаз является смоченная поверхность насадки, и в этом режиме насадочные аппараты можно рассматривать как пленочные. Чтобы жидкость не растекалась к стенкам аппарата, насадки загружают посекционно. Между секциями устанавливают устройство для перераспределения жидкости.

Насадочные колонны работают наиболее эффективно в условиях режима подвисания, близкого к режиму захлебывания, т. е. такого режима, при котором вес находящейся на насадке жидкости становится равным силе трения газового потока о жидкость.

В режиме подвисания пленочное течение жидкости нарушается: возникают брызги, различного рода завихрения и т. д. Жидкость заполняет свободный объем насадки, образуя газожидкостную смесь. При этом значительно возрастают по сравнению с пленочным режимом площадь поверхности контакта фаз и коэффициенты массопередачи. Дальнейшее небольшое увеличение скорости газа приводит к захлебыванию колонны. Это явление характеризуется прекращением противоточного движения потоков и выносом жидкости из колонны. Насадочный абсорбер работает в оптимальном режиме при скоростях газа, на 15...20% меньших скоростей, вызывающих захлебывание.

Рис. 12. Устройство аппарата с насадкой:

1—распределительное устройство; 2— насадка; 3 — устройство для перераспределения жидкости; 4— решетка

⇐ Предыдущая 1 2 34