68.Насадочные абсорберы. Требования предъявляемые к насадке. Определение диаметра и высоты абсорбера.

Насадочные абсорберы.

Насадочные абсорберы представляют собой колонны, загруженные насадкой из тел различной формы (кольца, кусковой материал деревянные решетки и т.д.). Соприкосновение газа с жидкостью происходит в основном на смоченной поверхности насадки, по которой стекает орошающая жидкость. 

Движение газа и жидкости в насадочных абсорберах обычно осуществляется противотоком. Прямоток (нисходящий) применяют довольно редко. Однако в последнее время большое внимание уделяют созданию прямоточных насадочных абсорберов, работающих с большими скоростями газа (до 10 м/с). При таких скоростях, которые в случае противотока недостижимы из-за наступления захлебывания, интенсифицируется процесс, и уменьшаются габариты аппарат; гидравлическое сопротивление при прямотоке значительно ниже, чем при противотоке. Применение таких абсорберов целесообразно в тех случаях, когда направление движения фаз не влияет заметно на движущую силу.

Недостаток насадочных абсорберов - трудность отвода тепла, используя выносные холодильники. Предложенные конструкции абсорберов с внутренним отводом тепла при помощи помещенных в насадку охлаждающих элементов не получили распространения.

Требoвания, предъявляeмые к насaдке, - это бoльшая удeльная повeрхность, хорoшая смaчиваeмость и низкoе гидравличeское сопрoтивление.

Расчет диаметра абсорбера

Диаметр абсорбера находят из уравнения расхода:

(21)

где V- объемный расход газа при условиях в абсорбере, м3/с; - рабочая скорость газа в абсорбере, м/с.

Расчет высоты абсорбера

общая высота одного абсорбера:

Нн- Высота насадки, необходимая в абсорбере для создания этой поверхности массопередачи

где - доля активной поверхности насадки

F- поверхность массопередачи

- Расстояние от верха насадки до крышки абсорбера

Zн- Расстояние между днищем абсорбера и насадкой

69.Тарельчатые абсорберы. Типы контактных устройств. Расчет числа теоретических тарелок абсорбера.

Тарельчатые абсорберы - аппараты, в которых поверхность контакта между жидкостью и газом образуется в результате дробления газа на струи и пузырьки, барботирующие через слой жид­кости. Такие режимы осуществляются в тарельчатых колоннах колпачковыми, ситчатыми и провальными тарелками.

В настоящее время в промышленности применяются разнообразные конструкции тарельчатых аппаратов.

По способу слива жидкости с тарелок тарельчатые абсорберы можно подразделить на колонны:

1) с тарелками со сливными устройствами;

2) с тарелками без сливных устройств.

Типы контактных устройств.

1. Тарелки перекрёстного типа, в которых движение газа и жидкости осу­ществляется перекрёстным током. Эти тарелки имеют специальные переливные устройства для перетока жидкости с одной тарелки на другую, причём, газ по переливам не проходит.

2. Тарелки провального (беспереливного) типа, в которых переливные уст­ройства отсутствуют, так что газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия.

3. Тарелки с однонаправленным движением газа и жидкости (прямоточ­ные). В данном случае, газ выходит из отверстий в направлении движения жидкости по тарелке. Это вызывает снижение продольного перемешивания и способ­ствует движению жидкости, что приводит к уменьшению гидравлического гради­ента. Эта тарелки обычно имеют переливы, но существуют конструкции без переливов.

4.Тарелки прочих типов.

Расчет числа теоретических тарелок абсорбера.

Процесс абсорбции может происходить в том случае, если рабочая концентрация компонента в газе выше равновесной. Следовательно, рабочая линия должна располагаться выше равновесной кривой (рисунок ) .

Число теоретических тарелок в абсорбере определяется графическим построением ступенчатой линии между рабочей и равновесной линиями.

Рис. Графический расчет числа теоретических тарелок в абсорбере:

АВ — рабочая линия;ОС — кривая равновесная фаз

Входящий в абсорбер газ и уходящий насыщенный абсорбент встречаются в нижнем сечении, т.е. их составы должны удовлетворять уравнению рабочей линии (точка В). В результате взаимодействия потоков газа и жидкости на нижней тарелке абсорбера образуются равновесные потоки газа и жидкости, составы которых определяются точкой1на равновесной кривой. Проведя горизонталь до пересечения в точке 2с рабочей линией, получим состав жидкости, стекающий с вышерасположенной тарелки. Продолжив аналогичные построения, достигнем точкиА, находящейся на рабочей линии, координаты которой определяются составами уходящего из абсорбера газаY_ки свежего абсорбентаX_н . В данном случае число теоретических тарелок равно пяти.

Увеличение расхода абсорбента изменяет положение рабочей линии, приводя к уменьшению числа тарелок (прямая АВ₁). Уменьшение удельного расхода абсорбента приводит к повороту рабочей линии вокруг точкиА. В результате при некотором минимальном расходе абсорбента рабочая линия займет положениеADB₂, касаясь линии равновесия в точкеD. В этом случае заданное извлечение может быть получено только при бесконечном числе тарелок ( n®¥).

С повышением температуры наклон кривой равновесия фаз становится более крутым, и она приближается к рабочей линии, что вызывает увеличение числа тарелок. Повышение давления вызывает уменьшение числа тарелок.