Практическое занятие № 30
3.1.4. Механические плёночные абсорберы
Механические плёночные абсорберы подразделяются на две группы.
В
аппаратах первой группы (рис.101)
механическое воздействие (вращение)
используется для создания и поддержания
плёнки жидкости. Существенных достоинств
они не имеют, а наличие вращающихся
частей усложняет конструкцию и вызывает
дополнительный расход энергии.
Рис.101. Схема механических плёночных абсорберов 1 –ой группы.
а) дископлёночный абсорбер; б) абсорбер с вращающимися пакетами дисков
Горизонтальный цилиндр; 2. Перегородка; 3. Вал; 4. Диск; 5. Пакет кольцевых дисков.
В горизонтальном цилиндре 1 поддерживается некоторый уровень жидкости. Внутри цилиндра вращается горизонтальный вал 3 с закреплёнными на нём перфорированными дисками 4. Поверхность дисков, выступающая над зеркалом жидкости, покрыта жидкой плёнкой. На поверхности этой плёнки и происходит абсорбция. Окружная скорость вращения дисков 0,2 – 0,3 м/с. Коэффициенты массопередачи примерно те же, что и для насадочных абсорберов. В аппаратах типа б) благодаря перегородкам газ движется зигзагообразно.
В аппаратах второй группы вращение ротора используется для перемешивания фаз, что ведёт к интенсификации массобмена. Различают четыре типа подобных аппаратов (рис.102).
Абсорберы первого типа представляют собой горизонтальный ротационный аппарат со спирально свёрнутым ротором - а), или аппарат с цилиндрическим ротором – б). Подвод жидкости и отвод газа осуществляется через полый вал. Скорость газа при противоточном движении фаз достигает 30 м/с и даже более без всякого захлёбывания. Данные конструкции, в основном, используются при больших нагрузках, причём, плёнка образуется на поверхности вращающегося ротора под действием центробежных сил.
Абсорберы второго типа представляют собой колонны с гладким ротором. В простейшем виде такая колонна состоит из двух вертикальных соосных цилиндров, причём, внутренний (ротор) вращается, а внешний неподвижен. Газ поднимается по кольцевому зазору между цилиндрами, закручивается ротором и контактирует с плёнкой жидкости, стекающей по внутренней стенке неподвижного цилиндра. В такой колонне интенсифицируется массоотдача в газовой фазе, однако, при малых зазорах и больших окружных скоростях ротора наблюдается интенсификация массоотдачи и в жидкой фазе.
Абсорберы третьего типа представляют собой колонны с лопастным ротором. Это или аппарат «Лува» – в), или аппарат «ГИАП» – г).
В первом случае ротор имеет вертикальные лопасти, причём, между лопастями и плёнкой жидкости имеется зазор, так что лопасти перемешивают только газ. Но зазор мал, что резко усложняет конструкцию.
Во втором случае жидкость подаётся в полый вал и вытекая через отверстия в вале под действием центробежной силы стекает по поверхности волнистых лопастей и далее разбрызгивается на неподвижную стенку аппарата, который имеет большой (10 мм) зазор между стенкой и лопастями и обеспечивает равномерное распределение жидкости.
Абсорберы четвёртого типа представляют собой колонны с «размазывающим» ротором в котором между лопастями и стенкой нет зазора, так что лопасти перемешивают не только газ, но и жидкость. Для достижения подобного эффекта, лопасти закрепляются шарнирно и при вращении прижимаются к внутренней поверхности корпуса. Чтобы не было сильного износа, окружная скорость не превышает 2 м/с.
Р
ис.102.
Схема механических плёночных абсорберов
2-ой группы.
а) Ротационные аппараты со спирально свёрнутым ротором; б) Ротационные аппараты с цилиндрическим ротором; в) Аппарат «Лува»; г) аппарат «ГИАП».