Гидродинамический режим насадочных абсорберов

Гидродинамический режим насадочных абсорберов

В зависимости от плотности орошения и скорости газового потока, насадки абсорбера могут работать в различных гидродинамических режимах:

1) пленочный режим – характеризуется небольшими нагрузками по газу и жидкости, КУЖ не зависит от скорости газа, сопротивление насадки пропорционально квадрату скорости газа;

2) режим подвисания  - наступает, когда при возрастании скорости восходящего потока газа скорость стекания жидкости по насадке уменьшается, происходит накопление жидкости в местах контакта, увеличивается КУЖ, резко возрастает сопротивление смоченной насадки при незначительном увеличения скорости, увеличивается смоченная активная поверхность насадки и возрастает интенсивность массообмена;

3) режим эмульгирования – наступает вследствие значительного накопления жидкости в насадке. Газ при этом не проходит сплошным потоком, а барбатирует через жидкость , накопившуюся в насадке, при этом резко возрастает сопротивление насадки без увеличения скорости газового потока. Наблюдается максимальная эффективность абсорбера за счет увеличения поверхности контакта фаз, которая теперь определяется не только геометрической поверхностью насадки, но и поверхностью пузырьков и струй жидкости.

Кривые зависимости  от :

АВ – кривая для сухой насадки,

А₁В_1, С_1, Д₁Е₁ – кривые при постоянной плотности орошения,

В₁, В₂, В₃, В₄ – точки начала подвисания,

С₁, С₂, С₃, С₄ – точки начала захлебывания (инверсия),

Рекомендуемые материалы

Д₁, Д₂, Д₃, Д₄ – точки захлебывания (уноса).

4) режим уноса – наступает, когда скорость газа превышает скорость, соответствующую режиму захлебывания. При этом режиме газ снова становится сплошной фазой, но происходит унос жидкости из аппарата в виде капель (на графике кривые D₁E₁, D₂E₂…). В этом режиме резко падает массопередача и на практике не применяется.

Скорость газа при захлебывании (, м/с) определяется из уравнения:

;

где:  - удельная поверхность насадки, м²/м³,

 - динамическая вязкость, ,

 - расход жидкости, кг/ч

 - расход газа, кг/ч.

Рабочая сила газа  должна быть меньше скорости захлебывания .

Значения коэффициентов A и B приведены ниже:

Целесообразно работать вблизи точек подвисания, принимая скорость газа равной 0,7…0,8 от скорости захлебывания, а в случае пенящихся жидкостей – 0,3…0,4 от скорости захлебывания. При этом скорости газа, отнесенные к свободному сечению аппарата, составляют 0,5…1,0 м/с и более.