13.2.3. Розпилюючі абсорбери

У розпилюючих абсорберах контакт між фазами досягається розпилюванням або розбризкуванням рідини в газовому потоці. Ці абсорбери підрозділяють на такі групи:

1. форсуночні розпилюючі абсорбери, в яких рідина розпилюється на краплі форсунками;

2. швидкісні прямоточні розпилюючі абсорбери, в яких розпилювання рідини здійснюється за рахунок кінетичної енергії газового потоку;

3) механічні розпилюючі абсорбери, в яких рідина розпилюється деталями, що обертаються.

Форсуночні розпилюючі абсорбери. Порожнистими розпилюючими абсорберами (рис. 7.13) є порожнисті колони. У цих абсорберах газ рухається від низу до верху, а рідина подається через розташовані у верхній частині колони 1 форсунки 2 з напрямом факела розпилювання зазвичай зверху вниз. Ефективність таких абсорберів невисока, що обумовлене перемішуванням газу по висоті колони і “поганим” заповненням її перерізу факелом розпорошеної рідини. В результаті об’ємний коефіцієнт масообміну і число одиниць перенесення в цих апаратах невеликі. Тому розпилюючі форсунки в порожнистих абсорберах часто встановлюють на декількох рівнях.

Рис. 13.13. Будова порожнистих розпилюючих абсорберів

а − вертикального з верхнім розпилюванням рідини; б − вертикального з розпилюванням рідини по висоті апарату; в − горизонтального з перехресним потоком (1 − корпус; 2 − форсуночний колектор зрошувальної рідини; 4 − бризковідбійник; 5 − газорозподільник)

Порожнисті розпилюючі абсорбери відрізняються простотою будови, низькою вартістю, малим гідравлічним опором, їх можна застосовувати для обробки сильно забруднених газів.

До недоліків порожнистих розпилюючих абсорберів, крім їх низької ефективності, відносяться також низькі швидкості газу (до 1 м/с) щоб уникнути винесення, незадовільна їх робота при малій щільності зрошування, достатньо висока витрата енергії на розпилювання рідини. Розпилюючі порожнисті абсорбери доцільно застосовувати для уловлювання добре розчинних газів.

Ш видкісні прямоточні розпилюючі абсорбери. Дана група абсорберів відрізняється тим, що у разі прямотоку процес можна проводити при високих швидкостях газу (до 20…30 м/с і вище), причому вся рідина виноситься з газом і відділяється від нього в просторі сепарації. До цього типу апаратів відноситься абсорбер Вентурі (рис. 7.14), основною частиною якого є труба Вентурі. Рідина надходить в конфузор 1, тече у вигляді плівки і в горловині 2 розпилюється газовим потоком. Потім рідина газовим потоком виноситься в дифузор 3, в якому швидкість газу знижується і його кінетична енергія переходить в енергію тиску з мінімальними втратами. Відокремлення крапель від газу відбувається в сепараторі 4.

Рис. 13.14. Будова безфорсуночного абсорбера Вентурі

а − з ежекцією рідини; б − з плівковим зрошуванням (1 − конфузори; 2 − горловина; 3 − дифузори; 4 − сепаратори; 5 − циркуляційна труба; 6 − гідравлічний затвор)

Механічні розпилюючі абсорбери. У цих абсорберах розбризкування рідини проводиться за допомогою обертових пристроїв, тобто з підведенням зовнішньої енергії для розвитку поверхні фазового контакту. На рис. 7.15 зображено такий абсорбер, в якому розбризкування рідини здійснюється за допомогою лопатей (рис. 7.15, а) або дисків (рис. 7.15, б), закріплених на горизонтальних валах 1. Розбризкуючі елементи 2 встановлюють так, що газ рухається перпендикулярно або паралельно осям їх валів.

Рис. 13.15. Механічні розпилюючі абсорбери

а − з розбризкуванням рідини валиками лопатевого типу; б − з розбризкуванням рідини дисками (1 − вали; 2 − розбризкувачі; 3 − перегородки)

В порівнянні з абсорберами інших типів механічні абсорбери компактніші і ефективніші, але вони значно складніше за конструкцією і вимагають великих затрат енергії для проведення процесу. Тому механічні розпилюючі абсорбери доцільно застосовувати в тих випадках, коли розпилювання за допомогою форсунок або газом, що взаємодіє з рідиною, за якихось причин є неможливим.