Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (1044948), страница 138
Текст из файла (страница 138)
Насалочные абсорбсры: а — со сплошной загрузкой насадки; б — с послойной загрузкой насадки; 1 — поддерживаюшис решетки; 2 — насадка; 3 — устройство для распределения жидкости; 4 — перераспределигсль; 5 — желоб; 6 — патрубок 666 те образуется новая пленка. Некоторая часть жидкости при этом проваливается в вице капель через расположенные ниже слои насадки. При определенных условиях пленочное течение жидкости в насадочных абсорберах нарушается, и контакт между газом и жидкостью осуществляется в режиме барботажа. Насадочный абсорбер (рис.
3.5) состоит из колонны, в которой помещена поддерживающая решетка 1„ на этой решетке уложен слой насадки 2. Орошаюшая жидкость подается на насадку при помощи распределительного устройства 3. В показанном на рис. 3.5, а абсорбере насадка уложена сплошным слоем по всей высоте. Иногда сс укладывают несколькими слоями, устанавливая под каждым слоем отдельные поддерживающие решетки (рис. 3.5, б).
В некоторых случаях при послойной укладке насадки между отдельными слоями устанавливают устройства 4 для перераспределения жидкости. Движение газа и жидкости в насадочных абсорберах обычно осуществляется противотоком, как показано на рис. 3.5. 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 аппарата; гидравлическое сопротивление при прямотоке значительно ниже, чем при противотоке. Применение таких абсорберов целесообразно в тех случаях, когда направление движения фаз заметно не влияет на движущую силу. Недостаток'насадочных абсорбе- Часть 1П. Основное оборудование для очистки газовых систе и ф Рис. З.б. Насадочные тела. в — кольна Рашига; б — кольца с перегородкой; в — кольна с крестообразной перегородкой; .
— кольна Палля; д — седла Берля; е — седла»Инталокс», лс — »Каскад-мини-ринг»; з— в Инталокс металл» бб7 ров — трудность отвода тспла в процессе абсорбции. Обычно применяют циркуляционный отвод тепла, используя выносные холодильники. Предложенные конструкции абсорберов с внутренним отводом тепла при помоши помещенных в насадку охлаждающих элементов не получили распространения. В качестве насадки используют различной формы пустотслые элементы, изготовляемые из керамики, фарфора, пластмасс и металла. На рис. 3.6 приведен ряд насадочных тел, которые формируют в аппарате нерегулярную насадку.
Регулярная насадка (правильно уложенная) отличается от нерегулярной меньшим гидравлическим сопротивлением и поэтому особенно пригодна для процессов вакуумной рекгификации. К недостаткам аппаратов с регулярной насадкой нужно отнести их высокую чувствительность к равномерности орошения. Простейшая регулярная насадка— плоскопараллельная (рис.' 3.7)— представляет собой пакеты, набираемые из плоских вертикальных, обычно металлических, пластин толщиной 0,4 — 1,2 мм, расположен- ных параллельно, с одинаковым зазором 10 — 20 мм.
Высота пакета пластин 400 — 1000 мм. Наружный диаметр пакета соответствует внутреннему диаметру колонны Ю,. Для повышения равномерности распределения жидкости в колонне пакеты устанавливают один над другим взаимно повернутыми на угол 45 — 90. Насадка может устойчиво работать в широком диапазоне производительности по газу [Е = 3,5...8 (м/с)х х(кг/м')-"1 и по жидкости [Е = 0,3...
50 м'/(м' ч)1. В зависимости от производитсльности насадка обсспсчивает высоту, эквивалентную одной теоретической ступени, в пределах О,б — 1,5 м при гидравлическом сопротивлении 1 м насадки 70 — 300 Па. Недостатки этой насадки — высокая металлоемкость, плохое. перераспределение жидкости, сравнитсльно низкая эффективность. Для устранения последнего недостатка листы плоскопараллельной насадки выполняют с рифлением или с различными турбулизирующими элементами.
Так, насадка конструкции С.-ПТИ (рис. 3.8, а) состоит из вертикальных, параллельно расположенных листов, име- Гпава 3. Оборудование для очистки газов методом абсорбции Ц Рис. 3.8. Регулярныс насадки 668 ющих поперечные окна с отогнутыми лепестками; соседние по высоте лепестки отогнуты в противоположные стороны и делят колонну в продольном направлении на контактные камеры. Газ, поднимаясь по колонне, проходит через камеры, многократно меняя направление движения при ударе о лепестки. Жидкость, стекая по насадке с лепестка на лепесток, распыляется восходящим газовым потоком. Основное преимущество гофрированной насадки (рис.
3.8, б), состоящей из вертикальных металлических листов с рифлением, по сравнению с плоскопараллельной насадкой — меньший брызгоунос. Это объясняется тем, что гофрированная насадка беспровальна. Зазоры между листами иногда обеспечивают дистанционными планка- Рис. 3.7. Плоскопараллельная насадка Часта Ш. Основное оборудование для очистки газовых сисшел~ Таблица 3.1 Сравнительная характеристика насадок различных типов Гидравлическое сопротивление Эффективность Производительность Тип насадки Кольца Рашига ф= 25 мм) Кольца Палля (0=25 мм) Седла Бсрля 0,70 — 0,75 0,6 — 0,7 1,00 — 1,25 1,4 — 1,5 1,08 — 1,25 Седла «Инталокс» 0,45 — 0,50 1,2 — 1,4 1,3 3,5 1,15 — 1,20 0,13 «Гудлоу» «Зульцср» 2,5 0,25 — 0,45 669 ми (рис.
3.8, в)„установленными вертикально на расстоянии 250 мм одна от другой и приваренными к листам точечной сваркой. Разновидностью гофрированной насадки является Е-образная насадка, изготовляемая из перфорированного листа (рис. 3.8, г). По основным технологическим параметрам эта насадка на 15 — 20 % превосходит плоскопараллел ьную. Щелевая, или сотовая, насадка (рис. 3.8, д) образована из гофрированных вертикальных листов, сдвинутых один относительно другого так, что по высоте пакета образуются изолированныс вертикальные каналы. Листы соединены в, пакеты высотой 400 — 1000 мм точечной сваркой. К преимушествам этой насадки относятся значительно более высокая (в 2 — 3 раза), чем у плоскопараллельной насадки, удельная поверхность, а также возможность нагревать или охлаждать контактирующие фазы, поскольку каналы, образованные гоф рами, пригодны для подачи в них теплоносителя или хладагента.
К недостаткам насадки следует отнести неравномерность толщины пленки жидкости в канале. Накопление жидкости в углах канала несколько ухудшает эксплуатационные качества этой насадки. Насадка из гофрированной сетки (рис. 3.8, е) рекомендуется для аппаратов, работа1ощих под вакуумом. Пакеты такой насадки высотой 150 — 200 мм изготовляют из тканой проволочной сетки толщиной 0,2 мм. А в последнее время за рубежом разработаны различные виды новой высокоэффективной насадки, способной работать при удельной нагрузке по жидкости Е < 200 м'/(м' ч) и Г = 5...8 (м/с) х (кг/м')-". Насадка обеспечивает значительное (до 5 — 6) число теоретических ступеней на 1 м высоты и небольшое гидравлическое сопротивление (до 150 Па на 1 м высоты).
Примерами могут служить насадка из металла и полимерных материалов, «Зульцер» (рис. 3.8, ж) из гофрированных листов толщиной 0,16 мм, а также регулярная насадка «Роли пак», образованная ярусами наклонных листов с прорезями (рис. 3.8, з). В табл. 3.1 дана сравнительная характеристика насадок различных видов. Хорошие характеристики имеют насадки из проволочной сетки. Примером может служить насадка Гуд- Глава 3. Оборудование для очис»лки газов методом абсорбции Таблица 3.2 Технические характеристики насадок Эквивалентный диаметр, л» Удельная поверхность„ м — » Масса 1м,кг Число н»тук в1 м' Свобод- ный объел» Насадки Регулярные насадки Деревянная хордовая (10х100 мм), шаг в све»у: 10 мм 20 мм 30 л»м 0,55 0,68 0,77 100 65 48 0,022 0,042 0,064 210 145 110 Ксрамичсскис кольца Рашига 50х50х5 мм 80х80х8 мм 100х100х! О мм 110 80 60 0,735 0,72 0„72 8500 2200 1050 0,027 0,036 0,048 650 670 670 0,7 0,7 0,74 0,78 ' 0,785 440 330 200 140 90 0,006 0,009 0,015 0,022 0,035 700 000 220 000 50 000 18 000 6000 700 690 530 530 530 Стальные кольца Рашига 10х10х0,5 мм 15х15х0,5 мм 25х25х0,8 мм 50х50х1мм 500 350 220 1!О 0,88 0„92 0,92 0,95 0,007 0,012 0,017 0,035 770 000 240 000 55 ООО 7000 960 660 640 430 Керамическис кольца Палля 25х25хЗ мм 35х35х4 мм 50х50х5 мм 60хбОхб мм 220 !65 120 96 0,74 0,76 0,78 0,79 0,014 0,01 8 0,026 0,033 610 540 520 520 46 ООО 18 500 5800 3350 670 лоу — пакеты свернутой в рулон гофрированной проволочной сетки (диаметр проволоки 0,1 мм).
Гофры расположены под углом 60' к вертикали, высота пакета насадки— 100 — 200 мм. Кроме этого, очень хорошими характеристиками обладает регулярная насадка «Зульцер». В табл, 3.2 приведены технические характеристики некоторых видов насадок., Беспорядочно засыпанные насидки Керамичсскис кольца Рашига 10х10х1,5 мм !5х!5х2 мм 25х25хЗ мл» 35х35х4 мм 50х50х5 мм Механические пленочные абсорберы можно разбить на две группы.
В аппаратах первой группы механическое воздействие (вращение) используется для создания и поддержания пленки жидкости. К этой группе относится дископленочный абсорбер (рис. 3.9, а). В горизонтальном цилиндре' 1 поддерживается некоторый уровень жидкости.
Внутри цилиндра вращается горизонтальный вал 3 с закрепленными на 'алость 1П. Основное оборудование для очистки газовых сисглеи Продолжение табл; 3.2 Стальные кольца Павля 15х15х0,4 мм 25х25х0,6 мм 35х35х0,8 мм 50х50х) мм 380 235 170 108 525 490 ' 455 415 230 000 52 000 18 200 6400 0,01 0,015 ' 0021 0,033 0,9 0,9 0,9 0,9 Керамические седла Берла 12,5 мм 25 мм 38 мм 570 000 78 000 30 500 0,006 0,011 0,017 720 670 670 0,68 0,69 0,7 460 260 165 Керамические седла «Инталокс» 12,5 мм 19 мм 25 мм 38 мм 50 мм 625 335 255 195 118 0,005 ' 0,009 0,012 0,017 0,027 545 560 545 480 530 730 000 229 000 84 000 25 ООО 9350 0,78 0,77 0,775 0,81 0,79 Жид«ест Нкдк «кость ость з г а Рис. 3.9. Механические пленочные абсорберы: а — дископленочный; б — с вращающимися пакетами дисков; 1 — горизонтальный цилиндр; 2 — перегородка; 3 — вал; 4 — диск; 5 — пакет кольцевых дисков б71 нем дисками 4.
Поверхность дисков, выступающая над зеркалом жидкости, покрыта жидкой пленкой; на поверхности этой пленки и происходит абсорбция. Окружная скорость вращения дисков 0,2 — 0,3 м/с. Коэффициенты массопередачи примерно те же„что и для насадочных абсорберов. Несколько иная конструкция механического пленочного абсорбсра показана на рис. 3,9, б. Абсорбер разделен перегородками 2 на несколько секций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
