14.3.4 Распыливающие аппараты
В распыливающих аппаратах поверхность межфазного контакта создается разбрызгиванием капель жидкости в газовом потоке. По способу диспергирования жидкости распыливающие абсорберы можно подразделить на: форсуночные, Вентури и механические.
Форсуночный или полый распыливающий абсорбер представляет собой полую колонну, по которой снизу движется поток газа, а сверху с помощью форсунок распыливается жидкость (рис. 14.20). При большой высоте колонны форсунки могут устанавливаться на нескольких уровнях.
Рис. 14.20. Полый распыливающий абсорбер: 1 - колонна; 2 - форсунка.
Во избежание уноса жидкости допустимые скорости газового потока обычно не превышают 2-3 м/с. Преимуществами форсуночных аппаратов являются: простота изготовления и эксплуатации, противоточное движение фаз, возможность работы с загрязненными газами, низкое гидравлическое сопротивление. К недостаткам этих аппаратов относятся: низкие объемные коэффициенты массопередачи, необходимость большого расхода жидкости для создания достаточной удельной поверхности контакта фаз. Обычно полые распыливающие абсорберы применяются для поглощения хорошо расворимых газов.
В абсорберах Вентури жидкость захватывается и диспергируется газовым потоком, движущимся с большой скоростью. Основным элементом такого аппарата является труба Вентури (см. раздел 8.3). В аппарате, изображенном на рисунке 14.21, жидкость поступает в конфузор 1, стекая в виде пленки по его стенкам. В горловине 2 жидкость распыляется, а в диффузоре 3 скорость газожидкостной системы снижается. Сепаратор 4 предназначен для отделения капель жидкости от газового потока.
Рис. 14.21. Абсорбер Вентури: 1 - конфузор; 2 - горловина; 3 - диффузор; 4 - сепаратор.
Абсорберы Вентури могут выполняться в различных конструктивных вариантах. Так жидкость может подаваться в конфузор через центральное сопло или через отверстие в горловину. Основным преимуществом данных абсорберов являются высокие объемные коэффициенты массопередачи, а недостатками: прямоточное движение фаз, значительное гидравлическое сопротивление.
В механических абсорберах диспергирование жидкости происходит за счет подвода внешней энергии с помощью вращающихся устройств (дисков, валов, лопастей и т.д.). Направление движения фаз при этом может быть различным. Механические абсорберы достаточно эффективны, но требуют затрат энергии на распыл жидкости и более сложны, поэтому применяются реже.
Контрольные вопросы к главе 14
Что такое абсорбция? Какие специфические названия имеют компоненты, участвующие в процессе абсорбции?
Какие факторы влияют на величину движущей силы процесса абсорбции?
В чем заключаются преимущества противоточного движения фаз в процессе абсорбции?
Какие два вида десорбции существуют и в чем они заключаются?
Каким требованиям должны отвечать абсорбционные аппараты? Как они подразделяются по способу образования поверхности контакта фаз?
Как устроены и работают пленочные абсорберы?
Каково устройство насадочных абсорберов? Опишите гидродинамические режимы их работы, в чем заключаются преимущества и недостатки этих режимов?
Каким требованиям должна удовлетворять насадка? Как осуществляется выбор насадки?
Почему насадку по высоте колонны обычно располагают секциями?
Как классифицируются тарельчатые колонны и каковы основные геометрические характеристики тарелок?
Перечислите основные гидродинамические режимы работы тарельчатых аппаратов, каковы их достоинства и недостатки?
Сравните достоинства и недостатки тарелок различных конструкций с перекрестным движением фаз, в каких случаях применяются двухпоточные тарелки?
Как устроены и работают прямоточные тарелки?
В чем заключаются достоинства и недостатки провальных тарелок?
Как классифицируются и работают распыливающие абсорберы?