3.1. Поверхностные абсорберы

Общепринятая классификация абсорбционных аппаратов приведена на рис.2.

3.1.1. Аппараты с горизонтальным зеркалом жидкости

В данных устройствах (рис.3) газ проходит над поверхностью неподвиж­ной или медленно текущей жидкости, причём, зеркало жидкости является по­верхностью массообмена. Величина этой поверхности незначительна, вследствие чего, приходится устанавливать несколько последовательно расположенных ап­паратов. Если объём жидкости велик - она отводит тепло самостоятельно, если мало - тепло отводится через стенки аппарата путём естественного воздушного охлаждения. Для более интенсивного отвода тепла в абсорберах устанавливаю! змеевики, охлаждаемые водой или другим хладоагентом. Кроме того, применяют наружное водяное охлаждение, помещая абсорбер в ёмкости с проточной водой или орошая их наружные стенки.

Такие абсорберы малоэффективны и используются для абсорбции хорошо растворимых компонентов из небольших объёмов газа.

Рис.3. Схема абсорберов с горизонтальной поверхностью жидкости

а) абсорбер с оросительным охлаждением

б) абсорбер с водяной рубашкой.

3.1.2. Плёночные аппараты

В плёночных абсорберах газ и жидкость соприкасаются на поверхности текущей жидкой плёнки. Течение плёнки происходит по вертикальным поверхно­стям, представляющим собой трубы или пластины.

Плёночные абсорберы бывают 4 типов (рис.4):

а) трубчатые, в которых плёнка стекает по внутренней поверхности верти­кальных труб;

б) листовые, в которых плёнка стекает по обеим поверхностям вертикаль­ных пластин;

в) обращенные, с восходящим движением плёнки;

г) с завихряющим устройством.

Рис.4. Схема плёночных абсорберов

а) трубчатые аппараты; б) листовые аппараты, в) обращенные аппараты.

1. Трубы; 2. Трубная решетка; 3. Листы; 4. Распределительное устройство;

5. Газовая камера; 6. Патруб­ки, 7. Динамическая щель.

Аппараты «а» и «б» работают на противотоке газа и жидкости (газ движет­ся снизу вверх навстречу стекающей по поверхности жидкостной плёнке), но могут работать и на нисходящем прямотоке.

Аппараты «в» работают при восходящем прямотоке.

В аппаратах «а» и «в» отвод тепла не вызывает затруднений. По развивае­мой в единице объёма аппарата поверхности соприкосновения фаз эти абсорберы значительно превосходят поверхностные. Гидравлическое сопротивление трубча­тых абсорберов и абсорберов с листовой насадкой даже при сравнительно боль­ших скоростях газа (4-5 м/с) невелико. Абсорберы с восходящим движением плёнки, работающие при высоких скоростях газа (свыше 15-20 м/с), обладают значительно большим гидравлическим сопротивлением.

Трубчатые аппараты выполняются в виде кожухо-трубчатых теплообмен­ников, которые состоят из вертикального пучка труб 1, закреплённых в трубных решетках 2. В межтрубном пространстве абсорбера движется охлаждающая жид­кость.

Листовые аппараты представляют собой колонны с насадкой в виде верти­кальных пластин 3. В верхней части аппарата находятся устройства 4, равномерно орошающие каждую пластину с двух сторон. Применяются также пакетные на­садки, состоящие по высоте из отдельных пакетов. Эти пакеты, в свою очередь, составлены из параллельных пластин.

Обращенные аппараты основаны на том, что при достаточно высоких ско­ростях (более 10 м/с) движущийся снизу вверх газ увлекает жидкую плёнку в на­правлении своего движения, осуществляя восходящий прямоток. Абсорбер состо­ит из пучка труб 1, закреплённых в трубных решетках 2. Газ подводится из каме­ры 5 через патрубки 6, расположенные соосно с трубами 1. Между верхними об­резами патрубков 6 и нижними обрезами труб 1 оставлены щели 7, через которые жидкость поступает в трубы. Увлекаемая движущимся газом жидкость течёт в виде пленки по внутренней поверхности этих труб снизу вверх. По выходе из

труб 1 жидкость сливается на верхнюю трубную решетку и выводится из аппара­та.

В аппаратах с завихряющим устройством поступающий снизу газ прохо­дит через винтовой завихритель и увлекает вверх жидкость, которая в межлопаст­ном пространстве завихрителя дробится на капли, а затем отбрасывается под дей­ствием центробежной силы на стенку трубы, образуя на ней винтообразно дви­жущуюся вверх плёнку. Такая закрутка интенсифицирует массообмен.

Плёночные абсорберы (в основном, трубчатые, используемые для погло­щения хорошо растворимых газов) широкого применения не получили.