5. Вибір і розрахунок абсорберів для вловлювання газової компоненти в повітрі

5.1. Загальні положення

_{Видалення газової компоненти шкідливої речовини із повітря шляхом абсор­бції засновано на здатності рідин розчиняти гази. У цьому процесі беруть участь дві фази - рідинна і газоподібна. В результаті абсорбції проходить перехід речо­вини із газової в рідку, а при десорбції, навпаки, - із рідинної в газоподібну фазу. Виходячи з цього, абсорбція - це процес поглинання газоподібної компоненти шкі­дливої речовини рідиною, а десорбція - це процес зворотний до попереднього, тобто виділення газу із рідини. Таким чином, абсорбтив - це речовина, яка знахо­диться в газоподібній фазі і в результаті процесу абсорбції переходить в рідину. Якщо в процесі абсорбції газова компонента не переходить в рідину, то вона є газом-носієм або інертним газом. Речовина, яка поглинає газову компоненту назива­ється розчинником або абсорбентом. Процеси абсорбції проходять в апаратах, які називаються абсорберами, і подані на рис. 5.1.}

_{Існують такі поняття процесів вилучення газової компоненти шкідливої речо­вини із повітря: фізична абсорбція і хімічна абсорбція.}

_{В результаті фізичної абсорбції маємо фізичне розчинення абсорбуючої газо­вої компоненти в рідинному розчиннику без супроводу хімічних реакцій.}

_{При хімічній абсорбції газова компонента, яка абсорбується, вступає в хімічну реакцію з поглиначем-розчинником, в результаті чого утворюються нові хімічні сполуки в рідкій фазі.}

_{При фізичній абсорбції поглиначами-розчинниками або сорбентами є вода, а також органічні і неорганічні розчинники, які не вступають в хімічну реакцію із вилученою із повітря газовою компонентою шкідливої речовини, при хімічній абсорбції-водні розчини різних солей і органічних розчинників.}

Н₂О+Nа₂СО₃

_{Рис. 5.1. Насадні абсорбери: а - з суцільним завантаженням;}

_{б - з пошаровим завантаженням насадки}

5.2. Апарати-абсорбери насадного типу

_{Процеси абсорбції проходять в апаратах-абсорберах колонного типу із різни­ми заповнювачами-насадками [17, 18, 19]. Взаємодія газової компоненти із ріди­ною проходить на рівні плівки, яка утворюється на поверхні насадки при обтіканні її рідиною.}

_{Апарати-абсорбери насадного типу (рис. 5.1) виконані у вигляді циліндра, що є корпусом. В нижній частині встановлюються решітки 1, які є утримувачами наса­дки 2 із її суцільним завантаженням шляхом невпорядкованого засипання або по­шарового укладання з встановленням перерозподільчих пристроїв 4 рідини. Зро­шуюча рідина подається на насадку за допомогою спеціальних зрошуючих при­строїв 3.}

_{Ефективність роботи абсорберів, а також їх гідравлічний опір залежать від правильного вибору типу насадок (рис. 5.2) і їх методу укладання [9, 18, 19].}

_{Застосування насадок в апаратах-абсорберах виконується з метою отриман­ня значної поверхні контакту повітря, яке очищається, із рідиною-поглиначем. Ха­рактеристики насадок, які найбільше розповсюджені і використовуються, наведені в таблиці 5.1 [19].}

_{Важливим фактором для отримання максимальної ефективності очищення повітря в абсорберах є організація подавання рідини в апарат, що диктується рів­номірністю розподілу сорбенту по торцю насадки. З цією метою використовують розподільні плити (рис 5.3), тип яких і конструкція залежать від діаметра апарата (з діаметром до 3 м - суцільні, більшим, ніж 3 м - із окремих секцій) [9].}

_{Рис. 5.2. Типи насадок: а - циліндрична кільцева насадка; б, в - циліндрична кільцева насадка з однією чи двома хрестоподібними перетинками (кільця Лессінга); г, д - циліндрична кільцева насадка з одно - чи двоспіралевими вставками; є - кільцева спіралевидна насадка з перфорацією; ж - сідлоподібна насадка Берля; з - сідлоподібна насадка Інталокса; и - пропелерна}

_{насадка; к - хордова насадка; л - плоскопаралельна насадка; м - блочна насадка різних конфігурацій}

_{Таблиця 5.1}

_{Характеристика насадок (розміри в міліметрах)}

Насадка	Питома поверхня, а, м2/м3	Вільний об’єм, Е, м3/м3	Еквівалентний діаметр, de, м	Насипка, густина, ρ, кг/м3	Кількість в м3, n, шт.
1	2	3	4	5	6
Регулярні насадки
Дерев’яні хордові (10х100), крок просвіту:
10	100	0,55	0,022	210	-
20	65	0,68	0,042	145	-
30	78	0,77	0,064	110	-
Керамічні кільця Рашіга:
50х50х5	100	0,735	0,027	650	8500
80х80х8	80	0,72	0,036	670	2200
100х100х10	60	0,72	0,048	670	1050
Невпорядковані насадки
Керамічні кільця Рашіга:
10х10х1,5	440	0,7	0,006	700	700000
15х15х2	330	0,7	0,009	690	220000
25х25х3	200	0,74	0,015	530	50000
35х35х4	140	0,78	0,022	530	18000
50х50х5	90	0,785	0,035	530	6000
Стальні кільця Рашіга:
10х10х0,5	500	0,88	0,007	960	770000
15х15х0,5	350	0,92	0,012	660	240000
25х25х0,8	220	0,92	0,017	640	55000
50х50х1	110	0,95	0,035	430	7000
Керамічні кільця Палля:
25х25х3	220	0,74	0,014	610	46000
35х35х4	165	0,76	0,018	540	18500
50х50х5	120	0,78	0,026	520	5800
60х60х6	96	0,79	0,033	520	3350
Стальні кільця Палля:
15х15х0,4	380	0,9	0,01	525	230000
1	2	3	4	5	6
25х25х0,6	235	0,9	0,015	490	52000
35х35х0,8	170	0,9	0,021	455	18200
50х50х1	108	0,9	0,033	415	6400
Керамічні сідла Берля:
12,5	460	0,68	0,006	720	570000
25	260	0,69	0,011	670	78000
38	165	0,69	0,017	670	30500
Керамічні сідла Інталокс:
12,5	650	0,78	0,005	545	730000
19	335	0,77	0,009	560	229000
25	255	0,775	0,012	545	84000
38	195	0,81	0,017	480	25000
50	118	0,79	0,027	530	9350

_{Рис. 5.3. Розподільні плити абсорберів колонного типу:}

_{а - гладка перфорована; 6 - дрібноперфорована з кільцевим пере­ливом і газопровідними патрубками; в - з донними патрубками; г - з подовженими патрубками, які знімаються; ∂ - з виступними все­редину короткими патрубками; е - комірчаста з виступними всере­дину патрубками і центральним газопровідним штуцером; ж - з кі­льцевим скидом і периферійними отворами; з - з трикутними пере­ливними прорізами і периферійними отворами; и - секторна з пе­реливними прорізами при вершинах трикутних газопровідних патрубків і на бортах секторів}