ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностные абсорберы из "Очистка газов" Одной из первых конструкций пленочного аппарата, разработанных в нашей стране и использующих принцип прямоточного взаимодействия фаз на ступени, является аппарат П. А. Семенова [187]. [c.546] С целью интенсификации процесса абсорбции и улучшения сепарации фаз в каналах круглого сечения устанавливают завихрители (закручиватели). Дополнительное вращательное движение, сообщаемое двухфазному потоку, увеличивает эффективность массопереноса еще в 1,5-2 раза [188] и позволяет использовать возникающую центробежную силу для разделения фаз после выхода из контактной зоны. В контактной зоне жидкость под действием этой силы образует на внутренней поверхности канала винтообразную движущуюся вверх пленку. Это явилось стимулом для использования закрученного движения в зоне контакта при разработке высокоскоростных абсорбционных аппаратов. Расчеты показывают [189], что аппарат диаметром 2,4 м с прямоточными тарелками с завихрителями может заменить аппарат с колпачковыми тарелками диаметром 5,0 м при равной производительности. [c.546] Компоновка контактных ступеней аппаратов с закрученным прямоточным движением фаз может осуществляться по-разному. В некоторых случаях контактные элементы располагают на горизонтальных тарелках подобно расположению колпачков на колпачковой тарелке, в других случаях ступень представляет собой контактный элемент, увеличенный до размеров колонны. [c.546] Разделение фаз в контактных ступенях осуществляется, как правило, в два этапа 1) отделение жидкости от газового потока в поле центробежных сил, возникающих при вращении газожидкостного потока, и 2) отделение жидкости из газового потока за счет гравитационных или инерционных сил. [c.546] На рис. 17.2 представлен аппарат с контактными трубчатыми элементами. [c.546] Исследования показали, что применение прямоточного взаимодействия фаз в закрученном потоке позволяет вместо трубок с внутренним диаметром 8-20 мм, применяемых в пленочных прямоточных элементах без закручивания фаз, устанавливать на тарелках патрубки диаметром 70-100 мм. Это дает возможность осуществить реконструкцию действующих абсорбционных колонн путем замены колпачков на барботажной тарелке прямоточными контактными элементами. На рис. 17.3 показаны схемы компоновки этих элементов при различных способах подачи жидкости в зону контакта фаз [191]. [c.547] Проходя через тангенциальный завихритель 1 (рис. 17.3, а), газовый поток закручивается внутри патрубка 2 и движется в направлении сепаратора 3. Жидкость поступает в зону контакта через тангенциальные отверстия 4 и в виде вращающейся пленки по внутренней поверхности патрубка поднимается вверх. В сепараторе 3 происходит разделение фаз жидкость через кольцевой зазор 5 стекает черед тарелку, а газовый поток через патрубок 6 направляется на вышележащую тарелку В другой конструкции (рис. 17.4, б) подача жидкости через радиальные отверстия в нижнюю часть межлопастного пространства осевого завихрителя 7 обеспечивает дробление жидкости в каналах завихрителя. В третьей конструкции (рис. 17.3, в) жидкость поступает в зону контакта через ин-жекционные распылители 8, установленные перед осевым завихрителем. [c.547] Следует также отметить, что тангенциальные завихрители по сравнению с осевыми обладают повышенным гидравлическим сопротивлением, имеют большие поперечные габариты, снижающие пропускную способность тарелки, и дают более низкий к.п.д. тарелки при массопередаче. [c.547] Как уже отмечалось, другим направлением в разработке высокоскоростных пленочных аппаратов является увеличение размеров контактного элемента до размеров колонны. Примером может служить аппарат, показанный на рис. 17.4 [192]. Однако уменьшение гидравлического сопротивления приводит к снижению поверхности контакта и времени пребывания жидкости на ступени, а, следовательно, и к снижению эффективности. [c.548] В последние годы появилась конструкция аппарата [193], в которой с целью интенсификации процесса массообмена за счет увеличения времени контакта фаз и рабочего объема (по сравнению с предыдущим пленочным аппаратом) контактная тарелка снабжена расположенными одна в другой цилиндрическими обечайками верхний край наружной обечайки отогнут внутрь по радиусу с перекрытием верхнего края внутренней обечайки, нижний край внутренней обечайки отогнут наружу по радиусу с перекрытием нижнего края наружной обечайки (рис. 17.5). [c.548] По всей вероятности, аппараты рассмотренного типа (рис. 17.4 и рис. 17.5) не должны быть большими в диаметре. [c.548] Другой разновидностью контактных элементов с закрученным восходящим газовым потоком является так называемый вихревой контактный элемент (рис. 17.6) [58]. [c.548] В этом элементе завихрение газового потока достигается за счет тангенциальной подачи его из прорезей 2 конусной насадки 3. Жидкость, стекающая по насадке, за счет вихревого движения газового потока равномерно распределяется по конусной поверхности (поверхность контакта фаз). Переход жидкости из одного контактного элемента в другой нижележащий элемент осуществляется через отверстия 4, расположенные в нижней части элемента. Каждый контактный элемент, выполненный в виде усеченного конуса, нанизывается на центральную трубу 5 (верхний и нижний торцы трубы заглушены), причем меньшее основание конуса фиксируется на центральной трубе, а большее основание опирается на внутреннюю поверхность корпуса 1 аппарата. Жидкость движется вниз по аппарату, а газовый поток — вверх (направление движения жидкости отмечено позицией 6, а газа — позицией 7). Аппарат состоит из нескольких элементов, расположенных друг над другом, как показано на рисунке. Над верхним элементом в аппарате установлен распределитель жидкости. В нижней части аппарата осуществляется тангенциальный ввод газового потока и слив отработанного жидкого поглотителя с гидрозатвором. [c.548] К поверхностным абсорберам относят также широко распространенные насадочные колонны, включающие вертикальный корпус цилиндрической формы с расположенными по их высоте решетками, на которых укладываются слои насадки (кольца Рашига, седла Берля и т.д.). [c.549] Недостатки насадочных колонн состоят в следующем 1) сравнительно небольшая скорость газового (парового) потока, отнесенная к свободному сечению аппарата (0,5-1,0 м/с в зависимости от свойств орошаемой жидкости) 2) большие габариты аппарата, являющиеся следствием первого недостатка 3) неравномерность смачивания насадка 4) в связи с большим весом загружаемой в аппарат насадки на фундамент действуют значительные нагрузки. [c.549] В зависимости от скорости газового потока при одном и том же орошении насадочные колонны могут работать в пленочном режиме, в режиме подвисания и в режиме эмульгирования. Последний режим соответствует максимальной эффективности насадочных колонн указанного типа. Однако поддержание режима эмульгирования представляет большие трудности в связи с тем, что этот режим неустойчив и при незначительном увеличении скорости газового потока, соответствующей режиму эмульгирования, наступает захлебывание аппарата, а затем и унос жидкости из аппарата. [c.549] Благодаря такому конструктивному решению насадочная колонна способна работать в условиях повышенных нагрузок при скоростях газового потока порядка 2-5 м/с, т.е, пропускная способность тарелки по газовой фазе увеличивается в 2-5 раз по сравнению с обычной насадочной колонной. Для этого в каждой контактной зоне обеспечивается контакт фаз в режиме уноса жидкости с барботажной тарелки через слой насадки (восходящее прямоточное движение фаз), т.е. вся жидкость, поступающая на барботажную тарелку с вышележащей зоны контакта, уносится газовым потоком с барботажной тарелки через слой насадки. После контакта фаз на барботажной тарелке и в слое насадки в таком режиме необходимо разделить фазы на выходе из контактной зоны, для чего над слоем насадки установлена сепарационная тарелка для механического центробежного разделения фаз. [c.550] Однако следует заметить, что этот аппарат, видимо, занимает промежуточное положение между поверхностными аппаратами и распыливающими, поскольку колпачковая тарелка работает в режиме полного уноса. [c.550] Вернуться к основной статье