5.6.2.2. Эмульгационная насадочная колонна

В колонне 1 (рис. 81) режим эмульгирования устанавливают и поддерживают при помощи сливной трубы 2 в виде гидравлического затвора. Высоту эмульсии в аппарате регулируют при помощи вентилей 3. Для равномерного распределения газа по сечению колонны используется тарелка 4.

В обычных колоннах режим эмульгирования неустойчив и переходит в режим захлебывания (уноса).

5.6.2.3. Выбор насадок

Для эффективной работы насадки она должна удовлетворять требованиям:

1. обладать большой удельной поверхностью;

2. хорошо смачиваться;

3. оказывать малое гидравлическое сопротивление потоку;

4. равномерно распределять орошающую жидкость;

5. быть стойкой к химическому воздействию газа и жидкости;

6. иметь малый удельный вес;

7. обладать высокой механической прочностью;

8. иметь невысокую стоимость.

Насадок, удовлетворяющих всем этим требованиям, не существует. В промышленности широко применяют насадки: кольца Рашига, кольца Паля, седла Бёрля, хордовая насадка.

Основным достоинством насадочных колонных аппаратов является простота устройства и низкое гидравлическое сопротивление. Недостатки: 1. трудность отвода тепла; 2. плохая смачиваемость при низких плотностях орошения; 3. не пригодны для работы с грязными растворами. При работе с грязными растворами применяют колонны с плавающей насадкой, выполненных в виде легких шаров из пластмассы. При увеличении скорости насадка становится взвешенной.

5.6.3. Барботажные или тарельчатые абсорберы

Барботажные колонны представляют собой цилиндрические аппараты с горизонтальными тарелками. Аппараты делятся на колонны с тарелками: 1. с переливными устройствами и 2. без переливных устройств.

В

Рис. 82.

колоннах с тарелками с переливными устройствами (рис.82) жидкость поступает на верхнюю тарелку и сливается на ниже расположенную тарелку через переливное устройство, а удаляется из нижней части колонны. Газ поступает в нижнюю часть и, проходя через отверстия в тарелках, распределяется в виде пузырьков и струй на каждой тарелке. При этом при прохождении газа образуется слой пены, являющейся поверхностью массо- и теплообмена.

Различают 3 режима работы барботажных тарелок:

1. Пузырьковый режим – наблюдается при небольших скоростях газа. Поверхность контакта фаз на тарелке, работающей в пузырьковом режиме, невелика.

2. Пенный режим – наблюдается , когда при движении газа с большей скоростью, чем при пузырьковом режиме, наблюдается слияние пузырьков. Образуется большое количество пены на тарелке, при этом образуется газодисперсная система. Поверхность контакта максимальная.

3. Струйный режим – проявляется при дальнейшем увеличении скорости газа. Длина газовых струй увеличивается, они выходят на поверхность барботажного слоя не разрушаясь. Поверхность контакта фаз резко снижается.

Надо отметить, что переход от одного режима к другому происходит постепенно.

5.6.3.1. Разновидности тарелок

Тарелки в колоннах со сливными устройствами бывают ситчатые, колпачковые, клапанные, балластные и пластинчатые.

Ситчатые тарелки – это круглые диски. В которых равномерно просверлены отверстия диаметром 1 – 5 мм. Газ должен двигаться с определенной скоростью, образуя пузырьки и струи. Если скорость будет ниже допустимой, то жидкость будет проваливаться, если выше допустимой, то жидкость будет скапливаться, что тоже плохо (захлебывание колонны).

К

Рис. 83.

олпачковые тарелки – снабжены патрубками, накрытыми сверху колпачками (рис.83). Газ проходит через слой жидкости, уровень которой поддерживается сливным устройством. Нижние концы труб слива опущены под уровни жидкости ( в карманы) на нижележащей тарелке, благодаря чему создается гидрозатвор, предотвращающий свободное прохождение жидкости на нижние тарелки. Эти колонны могут работать при значительном изменении скоростей газа и на загрязненных растворах.

К

Рис. 84

лапанная тарелка – это свободно лежащий клапан (рис.84). С изменением расхода газа он своим весом автоматически регулирует величину зазора между клапаном и тарелкой. Этим поддерживается постоянство скорости газа. Высота подъема клапана до 8 мм ограничена упорами.

Балластные тарелки – работают аналогично клапанным, но с увеличением скорости газа клапан, поднимаясь, упирается в балласт и в дальнейшем он поднимается вместе с балластом.