11.Устройство абсорберов и десорберов.
Устройство абсорберов
При абсорбции процесс массопередачи протекает на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому в аппаратах для поглощения газов жидкостями (абсорберах) должна быть создана развитая поверхность соприкосновения между газом и жидкостью.
По способу образования этой поверхности абсорбционные аппараты можно разделить на поверхностные, барботажные и распыливающие.
Поверхностные абсорберы
В абсорберах этого типа поверхностью соприкосновения фаз является зеркало жидкости или поверхность протекающей жидкой пленки
Абсорберы с соприкосновением фаз на поверхности зеркала жидкости представляют собой сосуды, в которых газ проходит над свободной поверхностью неподвижной или медленно протекающей жидкости. Поверхность соприкосновения газа и жидкости в таких аппаратах мала, поэтому обычно приходится устанавливать ряд последовательно соединенных абсорберов с про- тивоточным движением газа и жидкости.
Для отвода тепла, выделяющегося при абсорбции, в абсорберах устанавливают змеевики, охлаждаемые водой или другим хладоагентом, помещают абсорберы в сосуды с проточной водой или орошают наружные поверхности стенок
Пленочные абсорберы. К таким аппаратам относятся трубчатые абсорберы и абсорберы с листовой насадкой.
Трубчатый абсорбер сходен по устройству с теплообменником пленочного типа Поглотитель поступает на верхнюю трубную решетку, распределяется по трубам и стекает по их внутренней поверхности в виде тонкой пленки. Газ движется по трубам снизу вверх навстречу стекающей жидкой пленке. Для отвода выделяющегося при абсорбции тепла по межтрубному пространству пропускают воду или другой охлаждающий агент.
Абсорбер с листовой насадкой (рис. 17-4) представляет собой колонну, в которой размещена насадка 1 в виде вертикально установленных листов твердого материала (дерево, металл, пластмассы и др.) или туго натянутых полотнищ ткани. Над насадкой размещены распределительные устройства 2 для орошения каждого элемента насадки с обеих сторон. Движение жидкости и газа в этом аппарате происходит так же, как в трубчатом абсорбере.
Насадочные абсорберы представляют собой колонны, загруженные насадкой твердыми телами различной формы; при наличии насадки увеличивается поверхность соприкосновения газа и жидкости.
Барботажные абсорберы
В барботажных абсорберах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа, называемое барботажем, осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачковыми, ситчатыми или провальными тарелками. Подобный же характер взаимодействия газа и жидкости наблюдается в насадочных колоннах, работающих в режиме подвисания. Особенностью тарельчатых колонн является ступенчатый характер проводимого в них процесса газ и жидкость последовательно соприкасаются на отдельных ступенях аппарата.
Колонны с cитчатые тарелками. Ситчатые тарелки имеют отверстия диаметром 2—5 мм; газ проходит через отверстия и барботирует через слой жидкости на тарелке. При нормальной работе колонны жидкость не протекает через отверстия, так как она поддерживается снизу давлением газа. Высота слоя жидкости на тарелке составляет 25—30 мм и определяется положением верхних концов переливных труб.
Колонны с провальными тарелками. В провальных тарелках отсутствуют переливные трубы, вследствие этого газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия.
Дырчатые провальные тарелки по устройству аналогичны ситчатым тарелкам и отличаются от них лишь отсутствием переливных труб.
Решетчатые тарелки имеют отверстия в виде фрезерованных щелей шириной 3—4 мм. Иногда тарелки собирают из полос, поставленных на ребро.
Трубчато-решетчатые тарелки являются разновидностью решетчатых. Решетку образует труба 2, изогнутая в плоскую спираль, или ряд параллельных труб 2, присоединенных к коллекторам 4 . По трубам пропускают охлаждающий агент для отвода тепла, выделяющегося при абсорбции. Не занятую трубами площадь тарелки перекрывают перфорированным листом , живое сечение которого близко к живому сечению решетчатой части тарелки.