Изобразите схему устройства и опишите принцип действия абсорбционной колонны с провальными тарелками. Достоинства и недостатки этих тарелок.
Самый распространённый в промышленности вид массообменных аппаратов – тарельчатые колонны. Тарелкой в массообменных процессах называют горизонтальную перегородку, снабжённую отверстиями для прохода фаз.
На таких тарелках при определённом соотношении расходов газа и жидкости происходит подвисание и накопление жидкости на тарелке, а газ барботирует сквозь слой жидкости в виде отдельных пузырьков. Но постоянный приток жидкости с вышерасположенной тарелки приводит к увеличению высоты слоя, и при достижении некоторого значения высоты слоя давление столба жидкости превышает динамическое давление восходящего газового потока. Порция жидкости проваливается на нижерасположенную тарелку и процесс повторяется.
Достоинства абсорбера с провальными тарелками:
большая поверхность контакта фаз на единицу объёма аппарата;
возможность работы при небольших расходах жидкости, в отличие от насадочных плёночных абсорберов;
возможность отвода теплоты путём установки на тарелках трубчатки, по которой движется охлаждающая вода.
Недостатки абсорбера с провальными тарелками:
высокое гидравлическое сопротивление (ниже, чем у других тарелок, но выше, чем у насадки, работающей в плёночном режиме);
невозможность работы при низких расходах газовой фазы из-за того, что при низком расходе газа жидкость не удерживается на тарелке, стекая через отверстия, и барботажный слой не образуется.
Изобразите схему устройства и опишите принцип действия абсорбционной колонны с ситчатыми тарелками с переточными устройствами. Достоинства и недостатки этих тарелок.
Ситчатые переливные тарелки (рис. 15, 18) являются довольно распространённым в химической промышленности типом переливных тарелок. Ситчатые тарелки имеют выштампованные отверстия диаметром 2–8 мм. Малый диаметр отверстий приводит к тому, что жидкость уже не способна двигаться через них навстречу газу, поэтому для стока жидкости предусмотрены переливные устройства. Отверстия размещены по вершинам равносторонних треугольников, что позволяет получить максимальное число отверстий на единице площади. Уровень барботажного слоя поддерживается порогом переливного устройства 5. Конструкцией тарелок обычно предусмотрена возможность регулирования высоты переливного порога при монтаже тарелок. Нижний край переливной перегородки находится ниже уровня барботажного слоя, благодаря этому возникает гидрозатвор 6, препятствующий движению газа через переливное устройство. Высота барботажного слоя не всегда бывает достаточной для образования гидрозатвора, для этого случая в конструкции некоторых тарелок предусмотрена дополнительная перегородка гидрозатвора.
Достоинства ситчатых переливных тарелок:
большая площадь поверхности контакта фаз, по сравнению с провальными тарелками и насадочными аппаратами;
больший интервал рабочих скоростей газа, по сравнению с провальными тарелками;
простота устройства, лёгкость монтажа и ремонта, по сравнению с переливными тарелками других типов, что обусловливает низкую стоимость колонн с ситчатыми тарелками;
наименьшее из всех переливных тарелок гидравлическое сопротивление по газовой фазе;
нет жёсткого ограничения по минимальному расходу жидкости, в отличие от насадочных аппаратов.
Недостатки ситчатых переливных тарелок:
небольшой интервал нагрузок по газовой фазе, при низком расходе газа жидкость быстро стекает через отверстия и барботажный слой на тарелке не образуется;
небольшой размер отверстий делает ситчатые тарелки более чувствительными к загрязнениям, чем провальные.