1. Негiзгi объектiнiң құрылысының сипаттамасы

Газдар немесе булар мен газдар қоспаларынан бір немесе бірнеше құрастырушылардың сіңіргіш сұйықтармен сіңірілуі абсорбция деп аталады.

Абсорбциялық процестерді жүзеге асыратын аппараттарды абсорберлер деп атайды. Абсорбция процесі фазалардың жанасу бетінде өтетін болғандықтан, абсорберлердегі сұйықпен газдың арасындағы жанасу беті үлкен болуы керек. Осы беттің түзілу тәсілдеріне байланысты Абсорберлерді шартты түрде төмендегі түрлерге бөлуге болады: бетті және қабықшалы; саптамалы; барботажды (табақшалы); шашыратпалы.

Бұл табақшалардың барлық конструкциялары, барлық мүмкіндіктеріне қарамастан өзіндік жеткіліксіз жерлері бар. Мысалы, клапанды табақша газдық жүктемелерінің толық диспергирленген газын толық қамтамасыз ете алмайды. Техникалық жағынан берілген конструкцияға жақыны ағысты вертикальды табақша, горизонтальды полотнодан тұрады. Полотнода сұйықтыққа қарсы қойылған вертикальды бөлінгіш бар.

Абсорберде газбен сұйықтың жанасу беті аз болғандықтан, бірнеше аппарат тізбектеліп жалғанады да, газбен сұйық бір-біріне қарама-қарсы бағытты ағында өтеді. Сұйық бір аппараттан екінші аппаратқа өздігінен ағуы үшін кейінгі аппараттар бұрынғысынан төмендеу орналасады. Абсорбция процесіндегі жылуды бөліп алу үшін аппараттың ішіне сумен суытылатын ирек құбыр орнатады.

Абсорбер аппараттарында тік бағана ішіне бір-біріне белгілі қашықтықта орналасқан көлденең бөгеттер-табақшалардан құралған болады. Мұндай аппараттарда фазалардың жанасу беті, газбен (бумен) сұйықтың бір-біріне қарама-қарсы бағытта ағынды, бір қабат сұйықтан барботажды түрде өтуінің әсерінен пайда болады.

Табақшалардағы сұйықтық деңгейі құйылушы қалқамен реттеледі, оның төменгі бөлігі келесі табақшаға дейін жетеді. Артық сұйықтық құйылушы қалқамен төмен орналасқан табақшаға түседі. Қақпақтың деңгейін, қақпақ пен стаканның жоғарғы ернеуінің арасын өзгертумен реттеуге болады.

Табақшалы аппараттарда сұйық белгілі-бір қалындықта, бір табақшадан екіншісіне жоғарыдан төмен қарай ағады, ал газ (бу) төменнен жоғары қарай табақшаларға орналасқан жанасу құрылғылардың әсерінен сұйықпен езіп (майдалап) әрекеттесіп аппараттың жоғарғы жағынан шығып кетеді.

Табақшалардың түрін таңдау қабылдау кезінде келесідей көрсеткіштер анықталады: оның тиімділігі, газ және сұйық бойынша өнімділігі, жұмысқа беріктілік шегі және гидравликалық қатынасы. Сонымен қатар келесідей шарттар ескерілуі тиіс: шашыранды ұстау мөлшері және табақшалардың ара қашықтығы, метал шығыны және табақша құны, дайындаудың қарапайымдылығы, жылу шығру мүмкінділігі, газ және сұйықтың ластығына әсері және т.б.

Табақшаның жұмыс істеу реті мынандай. Төменде жатқан табақшадан көтерілген бу, саңылау арқылы табақша төсенішіне өтеді, сұйықтық төменде өрналасқан табақшаға құйылады. Тіліктің және бағыттаушы қабырғаның көмегімен, бу ағыны үш топқа бөлінеді. Бір бөлігі бағыттаушы қабырғаның ортасында орналасқан тесіктен өтеді, ал бу ағынының қалған екі бөлігі табақша төсеніші мен қалақша арасындағы шеткі саңылаудың арасынан сұйықтық бағытына қарай шығады. Осымен қатар контактке түсетін фазалардың интенсивті өзараәрекеттесуі қамтамасыз етіледі. Бағыттаушы қабырғалардың арасындағы ара – қашықтығын өзгерту арқылы, бу ағыны арасындағы қатынасты өзгертуге болады. Бұл табақша жұмысының берілген сипаттамаларын алуға және жоғары өнімділік кезінде контакттің жоғары эффективтілігін сақтап қалуға мүмкіндік береді.

Тор тесікті табақшалар. Тік цилиндр корпус ішіне көлденең табақшалар орнатылады. Табақшаның барлық беті 2÷8 мм диаметрмен бұрғыланып тесілген. Сұйықтың бір табақшадан екіншісіне ауысуы үшін түп жағында құйылу бөгеті бар құйылу құбыры орнатылған. Газ табақша тесіктерінен майда көпіршіктер түрінде өтіп сұйықта таралады.

Газ жылдамдығы өте аз болғанда, жоғарғы табақшадағы сұйық төменгі табақшаға тесітер арқылы ағып түсуі мүмкін. Бұл кезде масса алмасу процессінің қарқындылығы өте азайып кетеді. Сондықтан, сұйықтың табақшадан ағып түспеуі үшін газдың жылдамдығы мен қысымы сұйық қабатының қысымынан көп болу керек. Тор тесікті табақшалардың құрылымы қарапайым, орнатуы және жөндеуі оңай, гидравликалық кедергісі төмен болады.

Мұндай табақшалардың бірқатар кемшіліктері бар: тор тесікті табақшалардың тесіктері ластанған сұйықтармен жұмыс істегенде тұнбалармен тез бітіліп қалуы мүмкін.

Колонналы аппараттардың ішінде ең кең қолданылатыны тұтқалы және табақшалы аппараттар.

Тұтқалы колонналы аппараттарда тұтқалар газ және сұйық өтетін таяныш тор үстіне толтырылады. Газ аппаратқа төменнен жоғары қарай беріледі. Колоннаның жоғарғы жағынан арнайы шашыратқыш арқылы сұйық шашыратылып беріледі де, түтқа беттерін сұйықтандырып, төмен қарай ағады. Дегенмен, тұтқалардың барлық биіктігі бойынша колонна қимасындағы сұйық бірдей таралмайды, колонна орталығынан қабырғаға қарай ағады. Осының нәтижесінен түтқалар беті жақсы сұйықтанбайды.

Диаметрі үлкен колонналардағы тұтқаларды жақсы сұйықтандыру үшін олардың биіктігі 2-3 м қабаттармен (секциялармен) орналастырады. Әр қабаттың (секцияның) ең төменгісінен басқалардың, астына сұйықты қайта таратушылар орнатады. Газдың үлкен жылдамдықтарында түтқалар көтеріліп кетпеу үшін үстінгі жағынанда тор қойылады. Тұтқалар әртүрлі материалдардан (керамика, фарфор, шыны, болат, графит және т.б.) жасалынады. Тұтқаларды таңдау оларда жүретін процестерге қарай механикалық және химиялық беріктіліне байланысты, сондайақ түтқаның сипаттамасына (меншікті беті мен еркін көлем) қарай таңдайды.

1

1

2

3

-қақпақ; 2-қаңқа; 3-тұтқа

Сурет 1.1 Тұтқалы абсорбер

Тұтқалы колонналы аппараттарды абсордция, ректификация, адсорбция, экстракция процесстері үшін, сондай-ақ газдарды тазалауда, қүрғатуда, суытуда және ылғандандыруда қолданады. Өнеркәсіптерде қолданылатын тұтқалы аппараттардың диаметрі 1000 ÷ 3000 мм. аралығында болады.

2