Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (1044948), страница 143
Текст из файла (страница 143)
В абсорбере, приведенном на рис. 3.28, б, осуществляется центральный ввод жидкости через сопла З„сепарационным устройством является бак 4, на крышке которого установлена труба Вснтури. Лбсорберы Вентури, показанные на рис. 3.28, называют грорсуночными, поскольку жидкость вводят в них через форсунки (сопла). Такие абсорберы могут иметь вертикально или горизонтально расположенные трубы Вентури.
На рис. 3.29 показан абсорбер Вентури с пленочным орошением. В нем жидкость поступает в конфузор, переливаясь через его верхний обрез. Далее она стекает по конфузору в виде пленки и распыливается газом при прохождении через горловину. Разновидностью абсорбсра с пленочным орошением, отличающейся от него отсутствием диффузора, является абсорбер распыливающего типа (ЛРТ), показанный на рис. 3.30, а.
При больших призводительностях в верх- ней плите может бьггь установлено несколько конусов (конфузоров), что видно из рис. 3.30, б. В аппаратах АРТ можно осуществлять несколько ступеней распыления, устанавливая последовательно два или более конуса (рис. 3.30, в). Из-за отсутствия диффузора абсорбер АРТ Жидкость Рис. 3.29. Абсорбер Вентури с пленочным орошением 701 Глава 3. Оборудование для очистки газов методом абсорбции ~ Гоэ Жидкос Жидкость Жидкость Гоэ Жидкость В жид, Жидкость Рис, 3.30.
Абсорбер распыливаюшего типа (ЛРТ): а — с одним центральным конусом; б — с несколькими конусами; в — с двумя ступенями распыления обладает более высоким гидравли- в конфузор поступающим в него гаческим сопротивлением, чем абсор- зом. Жидкость подается в бак 1, в бсры с трубами Вентури. котором устанавливается опредеКо второй группе относятся ап- ленный уровень, обусловливаемый параты, в которых осуществляется расходом жидкости и увеличиваю- восходящий прямоток. Характерным щийся с повышением последнего.
представителем этой группы явля- В результате трения газа о поверх- ется бесфорсуночный абсорбер Вен- ность жидкости на ней образуется тури с одной трубой (рис. 3.31, а)„чхолм» (показан на рис. 3.31, а пунв котором жидкость эжектируется ктиром), с поверхности которого и ~ Гоэ Жидкос Гоэ Жидко Жидко ст 702 Рис. 3.31, Бесфорсуночный абсорбср Вентури: а — с одной трубои; б — с несколькими трубами; в — еЛзромикс»; ! — бак„2 — сепаратор; 3 — сопла Часть Ш. Основное оборудование дая очистки газовых систем А ~Газ По А-А Жидко ст А Рис.
3.32. Скруббер Дойля: 1 — трубы; .? — наконечники; 3, « — перегородки 703 распыляется жидкость. Отделение жидкости и газа происходит в сепараторе 2. Описанные абсорберы могут иметь трубы круглого или прямоугольного сечения, причем при больших производительностях возможна установка нескольких параллельных труб (рис. 3.31, 6). Разновидностью описанного аппарата является абсорбер «Аэромикс», разработанный фирмой «Пратт-Даниэль» (рис. 3.31, в).
В этом абсорбере жидкость подается в нижнюю часть трубы через тангенциально расположенные сопла 3 и распыливается поднимаюшимся газом. В аппаратах второй группы может быть осуществлена рециркуляция жидкости без применения насосов по схеме, показанной на рис. 3.31, е. К третьей группе отнесем аппараты, в которых распыление происходит при ударе движущегося с большой скоростью газа о поверхность жидкости (скруббер Дойля, рис. 3.32). Механические абсорберы. Типичным аппаратом с механическим разбрызгиванием является абсорбер с вращающимся погружным конусом (рис.
3.33). Внутри цилиндрического кожуха 1 расположено по вы- соте несколько тарелок 2, заполненных жидкостью, На валу 5 закреплены вращающиеся вместе с ним конусы 4. Нижние края конусов погружены в находящуюся на тарелках жидкость. При вращении вала жидкость поднимается по конусам и под действием центробежной силы сбрасывается с их верхних обрезов, образуя факел распыла. Такие абсорберы применяют в коксохимической промышленности, а также при охлаждении и очистке газов. Опытный абсорбер диаметром 1100 мм и высотой 3,8 м был испытан при очистке водорода от Н,Б и СО, раствором моноэтаноламина. Абсорбер имел по высоте восемь разбрызгивающих элементов, составленных из четырех конусов с наибольшим диаметром 400 мм; глубина погружения конусов в жидкость равнялась 50 мм; частота вращения вала — 400 об/мин. Степень очистки от Н,Б составляла 99,9 %, гидравлическое сопротивление — 600 Па.
Разновидностью абсорберов с вращающимся погружным конусом является показанный на рис. 3.33, б ротационный аппарат Сафина. Ротор состоит из конуса-питателя б и кон- Гатова 3. Оборудование для очистки газов методом абсорбции а в а 1 Рис. 3,33. Абсорберы с врашаюшимся погружным конусом: а — абсорбср Фсльда; б — абсорбср Сафииа; 1 — кожух; 2 — тарслка; Я вЂ” псрсгородка„4— конус; 5 — вал; б — конус-питатсль; 7 — кольцо; 8 — кольцевой желоб; У вЂ” псрифсрийный желоб; !Π— переток Газ Газ Жидкость Жидкость Рис. 3.34. Лбсорбер с разбрызгиваюшими валками лопаспюго типа: 1 — валки; 2, 3 — псрсгоролки 704 центрических колец 7. Нижний край конуса-питатсля погружен в жидкость, находящуюся в кольцевом желобе 8 Разбрызгиваемая конусом-пигатслем жидкость собирается на внутренней поверхности первого от центра кольца 7, разбрызгивается с его верхнего края на второе кольцо и тд.
Для сильно запыленных газов часто используется абсорбер с разбрызгивающими валками лопастного типа (рис. 3.34) или разбрызгивающими дисками (рис. 3.35). Разбрызгивающие валки устанавпивают в камерах так, что газ движется перпендикулярно (рис. 3.34) или параллельно (рис. 3.35) осям валков. При этом по ходу движения газа размещают перегородки (см. рис. 3.34 и 3.35).
Движение газа параллельно оси валков применяется в абсорберах с двумя валками, а перпендикулярное движение — при числе валков два и более. Лбсорберы с разбрызгивающими валками используют для поглощения Б~Р, (выделяющегося при производстве суперфосфата) водой с получением кремнефтористоводородной кислоты. В этом процессе абсорбция сопровождается выделением твердой фазы (ЯО,), что затрудняет применение некоторых типов аппаратов, например, насадочных абсорберов.
Методы расчета распыливающих абсорберов приведены в главе 2 части 111. Часть П1. Основное оборудование для очистки газовых систем Газ Газ Жидкое Жидкост г Рис, 3.35. Лбсорбср с разбрызгивающими лисками: 1 — вал; 2 — лиски; 3 — псрегоролки 705 Пример расчета абсорбера- (по Ю.И. Дьемиерееему). Исходные баштане Раееаитать абоорбер аяя улавливания бензольных углеводородов из коксового газа каменноугольным маслом при следующих условиях: 1) производительность по газу при нормальных условиях ~' = 13,9 м'/с; 2) концентрация бейзольных углеводородов в газе при нормальных условиях: на входе в абсорбер у„= = 35 ° 10-' кг/м', на выходе из абсорбера у„= 2 1О-' кг/м'; 3) содержание углеводородов в поглотительном масле, подаваемом в абсорбер, х„= 15 % (мас.); 4) абсорбция изотермичсская, средняя температура потоков в абсорбсре 1 = 30 С; 5) давление газа на входе в абсорбср Р = 0,119 МПа.
Улавливание бснзольных углеволородов из коксового газа каменноугольным маслом представляет собой процесс многокомпонентной абсорбции, когда из газа одновременно поглощается смесь компонентов — бензол, толуол, ксилол и сольвсцты. Инертная часть коксового газа состоит из многих компонентов — Н, СН, СО, И, СО, О„ХН,, Н, и др. Сложным является и состав каменноугольного масла, представляющего собой смесь ароматических углеводородов (двух- и трехкольчатых) и гетероциклических соединений с примесью фенолов. Для упрощения приведенных ниже расчетов газовая смесь и поглотитель рассматриваются как бинарные, состоящие из распределяемого компонента (бснзольные углеводороды) и инертной части (носителей); физические свойства их приняты осредненными.
Для линеаризации уравнения рабочей линии абсорбции составы фаз выражают в относительных концентрациях распределяемого компонента, а нагрузки по фазам — в расходах инертного носителя. В приведенных ниже расчетах концентрации выражены в относительных массовых долях распределяемого компонента, а нагрузки — в массовых расходах носителей, Расчет насадочаого абсорбера. Геометрические размеры колонного массообменного аппарата определяются в основном поверхностью массопередачи, необходимой для проведения данного процесса, и скоростями фаз. Поверхность массопередачи может быть найдена из основного уравнения массопередачи: à — М1(К,ЬХер) — М1(К Ы р), (3.1) где К„, К, — коэФФициенты массо- передачи соответственно по жидкой и газовой фазам, кг/(м' с). Глава 3. Оборудование для очисзяки газов мензодом абсорбции Отсюда 706 Масса иоглощаемого вещества и расход поглотителя.
Массу бензольных углеводородов (БУ), переходящих в процессе абсорбции из газовой смеси (Г) в поглотитель за единицу времени, находят из уравнения материального баланса: М = С'(К. — 1'.) = Л(Х. — Х,), (3.2) где Е, б — расходы соответственно чистого поглотителя и инертной части газа, кг/с; Х., Х.
— начальная и конечная концентрации бензольных углеводородов в поглотительном масле, кг БУ/кг М; у„у„— начальная и конечная концейтрации бензольных углеводородов в газе, кг БУ/кг Г. Выразим составы фаз, нагрузки по газу и жидкости в выбранной для расчета размерности: з"=у 4Ъ у)' Х„= х„/(100- х,), где р, — средняя плотность коксового газа при нормальных условиях.
Получим: У, =35.10 '/(0,44-35.10 ') = = 0,0864 кг БУйг Г; ' У. =2 10 '/(0,44 — 2 10 з) = = 0,0045 кг БУ/кг Г; Х„= 0,15/(100 — 0,15) = = 0,0015 кг БУ/кг М. Конечная концентрация бензольных углеводородов в поглоти- тельном масле Х. обусловливает его расход (который, в свою очерель, влияет на размеры как абсорбера, так и десорбера)„а также часть энергетических затрат, связанных с перекачиванием жидкости и ее регенерацией. Поэтому Х. выбирают, исходя из оптимального расхода поглотителя. Для коксохимических производств расход поглоти- тельного каменноугольного масла Ь принимают в 1,5 раза больше минимального Е ,.„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
