Ильясов С.Г. Процессы и аппараты упаковочного производства

Подождите немного. Документ загружается.

переноса (ВЭП) имеется непосредственная связь (см. гл. 15).

Поэтому анализ кинетики абсорбции может быть проведен

аналогично на основе ВЭП. Частные зависимости для определения



или



для определения коэффициентов массопередачи



будут рассмотрены ниже (см. разд. 16.7).

Кинетика абсорбции, сопровождаемой химической реакцией (хемо-

сорбция). Химическая реакция, сопровождающая процесс абсорб-

ции может оказывать существенное влияние на кинетику процесса.

П р и этом скорость процесса абсорбции определяется не только

интенсивностью массопереноса, но также и скоростью протекания

химической реакции. Если реакция идет в жидкой фазе, то часть

газообразного компонента переходит в связанное состояние. При

этом концентрация свободного (т.е. не связанного с поглощенным

газом) компонента в жидкости снижается, что приводит к

ускорению процесса абсорбции по сравнению с абсорбцией без

химического взаимодействия фаз, так как увеличивается

движущая сила процесса. В общем случае скорость хемосорбции

зависит как от скорости реакции, так и от скорости массопереноса

между фазами.В зависимости от того, какая скорость определяет

общую скорость процесса переноса массы, различают

кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции.

В кинетической области скорость собственно химического

взаимодействия меньше скорости массопереноса и поэтому

лимитирует скорость всего процесса. В диффузионной области

лимитирующей • стадией является скорость диффузии компонентов

в зоне реакции, которая зависит от гидродинамических условий в

системе и физических свойств и определяется по основному

уравнению массопередачи

Если скорости химической реакции и массопередачи

соизмеримы, то такие процессы абсорбции относят к смешанной, или

диффузионно-кинетической области.

При определении поверхности контакта фаз для проведения

процесса хемосорбции ускорение процесса можно учесть

увеличением коэффициента массоотдачи



, если считать

движущую силу процесса такой же, как и при физической абсорбции.

Тогда коэффициент массоотдачи в жидкой фазе



при протекании

химической реакции можно определить следующим образом:



ЖЖ



(16.20)

где Ф фактор ускорения масеообмсна, показывающий, во сколько paз увеличивается

скорость абсорбции за счет протекания химической реакции.

Величину Ф можно определить с помощью графика (рис.

I(16.5) в зависимости от комплексов величин у и N.

Рис. 16-5. Зависимость фактора ускорения Ф от комплексов у

В кинетической и диффузионной областях выражения для

расчёта Ф упрощаются.

5.2.5. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АБСОРБЕРОВ

Абсорбция, как и другие процессы массопередачи, протекает на

поверхности раздела фаз. Поэтому абсорбционные аппараты -

абсорберы - должны обеспечить развитую поверхность контакта

между жидкой и газовой фазами. По способу образования этой

поверхности, что непосредственно связано с конструктивными

особенностями абсорберов, их можно подразделить на четыре

основные группы: 1) пленочные; 2) насадочные; 3) тарельчатые; 4)

распыливающие.

5.2.5.1. Пленочные абсорберы

В пленочных абсорберах поверхностью контакта фаз является

поверхность жидкости, текущей по твердой, обычно вертикальной

стенке. К этому виду аппаратов относятся: 1) трубчатые абсорберы;

2) абсорберы с плоскопараллельной или листовой насадкой; 3)

абсорберы с восходящим движением пленки жидкости.

Трубчатый абсорбер. По устройству (рис. 16-6) он аналогичен

кожухотрубчатому теплообменнику. Абсорбент поступает на верх-

Рис. 16-6. Трубчатый пленочный

абсорбер:

1 корпус; 2 грубки; 3 перегородки

нюю трубную решетку, распределяется по трубам 2 и стекает по их

внутренней поверхности в виде тонкой пленки. В абсорберах с

большим числом труб для улучшения распределения абсорбента

по трубам применяют специальные распределительные

устройства. Газ движется по трубам снизу вверх навстречу

стекающей жидкой пленке. В случае необходимости отвода теплоты

абсорбции в межтрубное пространство абсорбера подают

охлаждающий агент (обычно воду).

Абсорбер с плоскопараллельной насадкой. Такой аппарат пред-

ставлен на рис. 16-7. Пакет листовой насадки 1 в виде вертикальных

листов из различного материала (металл, пластические массы,

натянутая на каркас ткань и др.) помещают в колонну (абсорбер).

В верхней части абсорбера находятся распределительные

устройства 2 для обеспечения равномерного смачивания листовой

насадки с обеих сторон.

Гидродинамические режимы в пленочных колоннах.

Гидродинамика жидкой пленки, текущей по вертикальной стенке,

достаточно подробно рассмотрена в гл. 6. Здесь же следует

подчеркнуть, что пленочные противоточные колонны работают

при скоростях газа, не превышающих скорости захлебывания.

Начало захлебывания (подвисания) характеризуется резким

возрастанием гидравлического сопротивления, а также количества

находящейся в аппарате жидкости. При небольшом увеличении

скорости газа аппарат начи-

Жадность

раты

при больших производительностях по газу, необходимости малых

гидравлических сопротивлений и сравнительно невысокой степени

извлечения компонентов. Последнее обстоятельство объясняется

тем, что значения ВЕП в этих аппаратах велики.

Пленочный абсорбер с восходящим движением

пленки. Такиеаппараты (рис. 16-8, а, б) состоят из пучка

труб 1, закрепленныв трубных решетках 2. Газ проходит

через распределительныпатрубки 4, расположенные соосно с

трубами 1. Абсорбент поступает в трубы через щели 5 (см.

узел Б). Движущийся с достаточновысокой скоростью газ

увлекает жидкую пленку снизу вверх, т. е абсорбер работает

в режиме восходящего прямотока (см. раз, 6.10). По выходе

из труб 1 жидкость сливается на верхнюю трубну1решетку и

выводится из абсорбера. Для снижения брызгоуноса с

отходящим газом в абсорбере устанавливаются

брызгоотбойниь3. С целью охлаждения абсорбента в

межтрубное пространст: подают охлаждающий агент. Для

повышения эффективности процесса применяют

многоступенчатые абсорберы подобного типа.На рис. 16-8,6

показан двухступенчатый пленочный абсорберс

восходящим движением жидкости, каждая ступень

которогоработает по принципу прямотока, в то время как в

аппарате в целомгаз и жидкость движу гея противотоком.

Рис. 16-7. Пленочный абсорбер с плоско-

параллельной (листовой) насадкой: 1 пакеты

листовой насадки; 2 распределительное

устройство

нает заполняться жидкостью,

через которую барботирует газ.

При дальнейшем повышении

скорости происходит выброс

жидкости вместе с газом через

верхнюю часть аппарата или (при

подаче жидкости снизу) переход к

восходящему прямотоку.

В противоточных пленочных

аппаратах допустимая скорость

газа (т. е. скорость газа до точки

захлебывания) достаточно высо

ка-до 3-6 м/с. Гидравлическое

сопротивление этих абсорберов

мало, поскольку в пленочных аб

сорберах практически отсутству

ют потери напора на преодоление

местных сопротивлений. Поэтом)

пленочные противоточные аппа

раты целесообразно применять

fl-fl

Жидкость

Применение многостутчатых абсорберов существенно

усложняет их конструкцию. В аппаратах с восходящим

потоком жидкости можно создавать

16-8. Пленочные абсорберы с восходящим движением жидкости: а

одноступенчатый абсорбер; б двухступенчатый абсорбер; узел А схема движения фаз наи ч

труб; узел Б "'I-I.I II оотбойники; 4схема движения фаз на входе в трубы; /-трубы; 2-трубные

решетки; распределительные патрубки; 5-щели для подачи абсорбента

очень высокие скорости газа (порядка десятков метров в

секунду), коэффициенты массопередачи при этом существенно

возрастают, но одновременно с этим сильно растет их

гидравлическое сопротивление Последнее обстоятельство

затрудняет широкое применение этих аппаратов для проведения

процессов абсорбции при невысоких давлениях в системе.

5.2.5.2. Насадочные абсорберы

Насадочные абсорберы получили наибольшее применение в

промышленности. Эти абсорберы представляют собой колонны,

заполненные насадкой твердыми телами различной формы. В

насадочной колонне 1 (рис. 16-9, я, б) насадка 3 укладывается на

опорные решетки 4, имеющие отверстия или щели для

прохождения газа и стока жидкости, которая достаточно

равномерно орошает насадку 3 с помощью распределителя 2 и

стекает по поверхности насадочных тел в виде тонкой пленки

вниз. Однако равномерного распределения жидкости по всей

высоте насадки по сечению колонны обычно не достигается, что

объясняется пристеночным эффектом. Вследствие этого жидкость

имеет тенденцию растекаться от центральной части колонны к ее

стенкам (рис. 16-10). Из этого рисунка следует, что жидкость

практически полностью оттесняется от места ввода абсорбента к

периферии колонны на расстоянии, равном четырем-пяти ее

диаметрам. Поэтому часто насадку в колонну загружают секциями

высотой в четыре-пять диаметров (но не более 3-4 метров в

каждой секции), а между секциями (слоями насадки)

устанавливают перераспределители жидкости 5 (рис. 16-9,6 и

16-11), назначение которых состоит в направлении жидкости от

периферии колонны к ее оси.

Жидкость Жидкость

а 5

Рис. 16-9. Насадочные абсорберы:

а-со сплошным слоем насадки; 6 с секционной загрузкой насадки: /корпуса; 2 распредели-

тели жидкости; 3 - насадка; 4 опорные решетки; 5 перераспределитель жидкости; 6 - гидравли-

ческие затворы; в эмулы анионная насадочная колонна: / насадка; 2 сетка, фиксирующая

насадку; 3 гидравлический затвор; 4 опорная решетка; 5 распределитель газа

i^^H

Жидкость в насадочной колонне течет по элементу насадки

и виде тонкой пленки, поэтому поверхностью контакта фаз является

и основном смоченная поверхность насадки. Однако при

перетекании жидкости с одного элемента насадки на другой

пленка жидкости разрушается и на нижележащем элементе

образуется новая пленка. При этом часть жидкости проходит на

расположенные ниже слои насадки в виде струек, капель и

брызг. Часть поверхности насадки, в основном в местах

соприкосновения насадочных элементов друг с другом, бывает

смочена неподвижной (застойной) жидкостью. В этом состоит

основная особенность течения жидкости в насадочных колоннах в

отличие от пленочных, в которых пленочное течение жидкости

происходит по всей высоте аппарата.

К основным характеристикам насадки относят ее удельную

поверхность-а (м

/м

) и свободный объем



(м

/м

). Обычно величину



определяют путем заполнения объема насадки водой. Отношение объема

воды к объему, занимаемому насадкой, дает величину



. Еще одной

характеристикой насадки является ее свободное сечение S (м

/м

Принимают, что свободное сечение насадки S равно по величине ее

свободному объему, т. е. S=



Гидродинамические режимы в насадочных абсорберах.

Рассмотрим гидродинамические режимы в противоточных насадочных

колоннах, используя графическую зависимость гидравлического

сопротивления орошаемой насадки от скорости газа в колонне (рис. 16-

12).

Первый режим - пленочный - наблюдается при небольших

Рис. 16-10. Распределение проникчп. и

высоте насадочмой колонны

Рис. 16-11. Перераспределители жидкости между

слоями насадки:

а-конический; б - патрубковый; в-конический с патруб

ками

Жидкость

Газ

плотностях орошения на малых скоростях газа. В этом режиме

отсутствует влияние газового потока на скорость стекания по

насадке

Рис. 16-12. Зависимость гидравлического

сопротивления насадки от скорости газа в колонне

(L = const):

1 сухая насадка; 2 - орошаемая насадка

жидкой пленки и, следовательно, на

количество задерживаемой в насадке

жидкости. Пленочный режим

заканчивается в первой переходной

точке А на рис. 16-12, называемой

точкой подвисания.

Второй режим - режим подвисания (или торможения).

После точки А повышение скорости газа приводит к

заметному увеличению сил трения о жидкость на поверхности

контакта фаз и подтормаживанию жидкости газовым потоком.

Вследствие этого скорость течения пленки жидкости

уменьшается, а ее толщина и количество удерживаемой

жидкости в насадке увеличиваются. В режиме подвисания с

повышением скорости газа нарушается спокойное течение

пленки жидкости, появляются завихрения, брызги,

увеличивается смоченная поверхность насадки и

соответственно-интенсивность процесса массопередачи. Этот

режим заканчивается в точке В.

Третий режим -режим эмульгирования - возникает при

превышении скорости, соответствующей точке В. В результате

происходит накопление жидкости в свободном объеме насадки до

тех пор, пока сила трения между стекающей жидкостью и

поднимающимся по колонне газом не уравновесит силу тяжести

жидкости, находящейся в насадке. При этом наступает

обращение, или инверсия, фаз (жидкость становится сплошной

фазой, а газ-дисперсной). Образуется газожидкостная дисперсная

система, по внешнему виду напоминающая барботажный слой

(пену) или газожидкостную эмульсию. Режим эмульгирования

начинается в самом узком сечении насадки, плотность

засыпки которой неравномерна по сечению колонны. Путем

тщательного регулирования подачи газа режим

эмульгирования может быть установлен по всей высоте

насадки (отрезок ВС на рис. 16-12).

Режим эмульгирования соответствует максимальной

эффективности насадочных колонн преимущественно

вследствие увеличении контакта фаз, который в этом режиме

определяется не столько поверхностью насадочных тел,

сколько поверхностью образующейся газожидкостной

эмульсии, заполняющей весь свободный объем насадки.

Следует отметить, что это повышение эффективности

насадочной колонны сопровождается резким увеличением ее

гидравлического сопротивления (отрезок ВС). В насадочных

колоннах без специальных устройств поддерживать режим

эмульгирования очень трудно, так как мал интервал изменения

скоростей газа, при котором насадочная колонна работает в

этом режиме (между

точками В и С). Поэтому разработана специальная конструкция

эмульгационной колонны (см. рис. 16-9, я).

Как правило, работа в режиме подвисания и эмульгирования

целесообразна только в случае, если повышение гидравлического

сопротивления аппарата не имеет существенного значения

(например, если абсорбер работает при повышенных давлениях).

Поэтому большинство насадочных адсорберов работает в

пленочном режиме (т. е. при скоростях газа до точки А). Пределом

устойчивой работы насадочных колонн является скорость газа,

соответствующая точке инверсии (или захлебывания)

,, которая

определяется по следующему уравнению:

 

8/14/1''16.032

)/()/(75.1)/()/(lg

ЖГЖжГсв

GLАgSaw





(16.21)

где а удельная поверхность насадки, м

/м

; g- ускорение свободного падения, м/с

;

S -свободное сечение насадки, м

/м

;



вязкость жидкости, сП; L' и G" расходы

жидкости и газа, кг/с; для систем газ жидкость А = 0,079.

Из этого уравнения следует, что с увеличением плотности

орошения (или расхода жидкости), вязкости жидкости и

уменьшением ее плотности скорость захлебывания снижается; для

крупной насадки, имеющей большее свободное сечение, при

одинаковых расходах жидкости и газа величина

,, выше.

Четвертый режим (от точки С на рис. 16-12 и выше)- режим

уноса, или обращенного движения жидкости, выносимой из

аппарата газом. Этот режим в технике не используется.

Распределение газа. Равномерность распределения газа по

сечению абсорберов зависит от способа его ввода в аппарат (см. гл.

5). При вводе по оси аппарата газ движется преимущественно в

центральной его части, лишь постепенно заполняя все сечение

аппарата (см. рис. 5-1, л).

При боковом вводе входящая струя газа движется к

противоположной стенке и, ударяясь о нее, поворачивает затем

вверх (см. рис. 5-1, г). Изменение конструкции входного и

выходного отверстий не оказывает существенного влияния на

распределение струи. Наличие же опорно-распределительной

решетки значительно повышает равномерность движения газа в

основном объеме аппарата, причем это явление наблюдается в

случае, если коэффициент сопротивления



решетки больше

некоторой величины

опт



которая определяется по

справочникам.

Рассмотренный случай относится к распределению газа в полой

колонне. Для создания более равномерного движения газового

потока по сечению полой колонны служат дополнительные

спрямляющие устройства 2 (см. рис. 5-1,в,е). В насадочной

колонне роль спрямляяющего устройства выполняют прежде

всего нижние слои насадки. Однако и для насадочных колонн

очень важным является равномерный по сечению колонны ввод

газа под опорную решетку, и того чтобы избежать

байпасирования газа в насадке по ее выс оте. С этой целью

расстояние между днищем абсорбера и насадкой делают

достаточно большим. Обычно это расстояние принимают

равным 1,0-1,5D.

d=h

Рис.16-13.Виды насадки:

А-насадка из колец Рашига:1-отдельное кольцо,2-кольца навалом,3-регулярная насадка;б-фасонная насадка,1-

кольца Палля,2-седлообразная насадка,3-кольца с крестообразными перегородками,4-керамические блоки,5-витые из

проволоки насадки,6-кольца с внутренними спиралями,7-пропеллерная насадка

Как уже отмечалось, в насадочных колоннах поверхностью контакта фаз является

смоченная поверхность насадки. Поэтому насадка должна иметь возможно большую поверхность в

единице объема. Вместе с тем для того, чтобы насадка работала эффективно, она должна удовлетворять

бованиям: 1) хорошо смачиваться орошающей жидкостью, т.е. материал насадки по

отношению к орошающей жидкости должен быть лиофильным; 2) оказывать малое гидравлическое

ние газовому потоку, т.е. иметь возможно большее значение свободного объема или сечения

насадки; 3) создавать возможность для высоких нагрузок аппарата по жидкости и газу; для

должна также иметь большие значения е или S

; 4) иметь малую плотность; 5) равномерно

распределять орошающую жидкость; 6) быть стойкой к агрессивным средам; 7) обладать высокой механи-

ческой прочностью; 8) иметь невысокую стоимость.

Очевидно, что насадок, которые бы полностью удовлетворяли всем указанным требованиям, не

существует, так как соответствие одним требованиям нарушает соответствие другим (например, уве-

личение удельной поверхности а насадки влечет за собой повышение гидравлического сопротивления, а

также снижение предельно допустимых скоростей газа и т.д.).

Поэтому в промышленности используют большое число разнообразных по форме и размерам насадок,

изготовленных из различных материалов (металла, керамики, пластических масс и др.), которые

удовлетворяют основным требованиям при проведении того или иного процесса абсорбции.

В качестве насадки наиболее широко применяют тонкостенные кольца Рашига (рис. 16-13, я), имеющие

высоту, равную диаметру, который изменяется в пределах 15-150 мм. Кольца малых размеров засыпают

в колонну навалом. Большие кольца (от 50 х 50 мм и выше) укладываюг правильными рядами,

сительно друга. Такой способ заполнения аппарата насадкой называют загрузкой в

укладку, а загруженную таким способом насадку-регулярной. Регулярная насадка имеет ряд преимуществ

регулярной, навалом засыпанной в колонну: обладает меньшим i идравлическим

сопротивлением, допускает большие скорости газа. Однако регулярная насадка требует более сложных по

оросителей, чем насадка, засыпанная навалом.

(см. рис. 16-13,6) обычно применяют в абсор-иерах большого диаметра. Несмотря на

простоту ее изготовления, нордовая насадка вследствие небольших удельной поверхности и

свободного сечения вытесняется более сложными и дорогостоящими видами фасонных насадок, часть из

которых представлена на рис. 16-13,6. В табл. 16.1

приведены основные характеристики наса-к > к некоторых

При выборе размеров насадки необходимо учитывать,

шчением размеров ее элементов

увеличивается допустимая ско-гь газа, а

гидравлическое сопротивление насадочного абсорбера

Деревянная

хордовая (таг в

свету 10 х 100

мм)

Керамические

кольца Рашига

Керамические

кольца Рашига

Стальные

кольца Рашига

Керамические

кольца

Палля

Стальные

кольца

Палля

Керамические

седла

Берля

снижается. Общая стоимость колонны с крупной насадкой

буде ниже за счет снижения диаметра абсорбера, несмотря на

то что высота насадки несколько увеличится по сравнению с

таковой в абсорбере, заполненном насадкой меньших размеров.

Это особенно относится к абсорбции хорошо растворимых газов.

При абсорбции плохо растворимых газов более подходящей

может быть и сравнительно мелкая насадка.

Если необходимо провести глубокое разделение газовой смеси,

требующее большого числа единиц переноса, то в этом

случав рациональнее использовать мелкую насадку. Мелкая

насадка предпочтительнее при проведении абсорбции под

повышенным давлением, так как при этом потеря напора в

абсорбере составит малую долю от общего давления газовой

смеси.

При выборе размера насадки необходимо соблюдать

условии при котором отношение диаметра D колонны к

эквивалентному диаметру

насадки D/d,> 10 [см.

уравнение (6.62)].

В случае загрязненных сред целесообразно применять

регулярные насадки, в том числе при работе под

повышенным давлений Для этих сред можно использовать

также гак называемые a6coрберы с плавающей насадкой.В

качестве насадки в таких абсорберах обычно применяют

легкие полые шары из пластмассы которые при достаточно

высоких скоростях газа переходят во взвешенное

состояние.

Регулярная насадка , ^

10 1

0,68 0,042 145

0735 0,027 650

50x50x50 НО 07^5 gO

80x80x8 «О 0,720 1 0,048 1

ЮО х 100 х 1001 w

Засып*

15 х 1 5 x 2 25

х 25 х 3 50 х

50 х 5 10 х Ю

х 0,5 15 х 15

хО,5 25 х 25 х

0,8 25 х 25 х 3

5 0 x 5 0 x 5 25

х 25 х 06 50 х

50 х 1 12,5 25

:а внавал

330 200 90

500 350 220

220 120 235

108 460 260

165

0,700

0,740

0,785

0,880

0,920

0,740

0,780

0,900

0,680

0,690

0,700

0,009

0,015

0,035

0,007

0,009

0,017

0,014

0,026

0,01

0,033

0,006

0,011

0,017

690 530

530 960

660 640

610 520

525

415-

720-i

670'

670;

Вследствие их интенсивного взаимодействия такая насадка

практически не загрязняется.

В абсорберах с плавающей насадкой возможно создание

более высоких скоростей, чем в колоннах с неподвижной

насадкой. При этом увеличение скорости газа приводит к

расширению слоя шаров, что способствует снижению скорости

газа в слое насадки. Поэтому существенное увеличение скорости

газового потока в таких аппаратах (до 3-5 м/с) не приводит к

значительному возрастанию их гидравлического сопротивления.

Оросители. Очень важной проблемой для нормальной работы

абсорбера является равномерное орошение насадки. Для этой цели

применяют специальные устройства-оросители (рис. 16-14),

которые подразделяют на струйчатые и разбрызгивающие. К

струйчатым оросителям относятся распределительные плиты,

желоба, брызгалки, оросители типа

сегнерова колеса и другие (рис. 16-

14, а-е), а к

разбрызгивающим-тарельчатые, вращающиеся центробежные и

другие оросители (рис. 16-14, .ж,з). Следует, однако, помнить, что

первоначальное распределение жидкости не сохраняется при

дальнейшем ее течении по насадке (см. рис. 16-10).

От способа подачи орошения существенно зависят такие явления

в насадочных колоннах как брызгоунос и величина смоченной

поверхности насадки. Унос жидкости с газом возникает в

основном

и результате воздействия газа на струи жидкости, вытекающей

из

• •росителя. Особенно большой унос наблюдается при

орошении

разбрызгивающими оросителями, а также в случаях, когда

жид-

кость вытекает из струйчатых оросителей на достаточно

большом

расстоянии над насадкой. Для снижения уноса над

оросителем

укладывают слой брызгоулавливающей насадки,

устанавливают

ловушки брызг на выходе газа из колонны и

т.п.

При работе насадочной колонны в пленочном режиме обычно не

поверхность насадки смочена жидкостью. В этом случае поверх-

ь массопередачи будет меньше поверхности насадки.

Отношенеи удельной смоченной поверхности а

см

ко всей

удельной поверх-и насадки называется коэффициентом

смачивания насадки и обозначается через



, т.е.



см

/а.

Значение



в большой степени зависит от величины

плотности орошения U и способа подачи •орошения на

насадку, или от числа точек орошения п

ор

. С увеличением U и

ор

до определенных значений величина



возрастает, после

чего остается практически постоянной. Она также растет с

увеличением насадочных тел. Изменение скорости газа на

значе-Н| коэффициента vy заметного влияния не оказывает.

Следует также отметить, что не вся смоченная

поверхность активна для массопередачи. Это объясняется

тем, что активной является лишь поверхность, покрытая

текущей пленкой жидкости.Части поверхности, покрытые

неподвижной пленкой жидкости, не являются активными.

Отношение удельной активной поверхности и а

ко всей

удельной поверхности насадки а характеризует долю её

активной поверхности



, т.е.



Значение



, при

1 2

Жидкость

Жидкость\Жидкость

отверстиями; 6 с

<7№

Рис. 16-14. Оросители:а-в-распределительные плиты:а-с затопленными отверстиями,б-с

затопленными отверстиями и газовыми патрубками,в-со свободным сливом (1-решётка,2-

патрубки для жидкости,3-патрубки для газа)г-распределительные желоба,д-брызгалки(1-

цилиндрическая,2-полушаровая,3-щелевая)е-ороситель типа сегнерова колеса,ж,з-

разбрызгивающие оросители,ж-тарельчатый,з-центробежный.

Жидкость

отверстие

0 X

Рис. 16-15. Схемы проведения процесса абсорбции

прямоточная и противоточная

U < 0,003 м

/(м

-с) для регулярной насадки (кольца, трубки и т.д.)

может быть определено по приближенному выражению

)8.00005.0/( UU





При U > 0,003 м

/(м

-с) для регулярной насадки вся

поверхность практически оказывается смоченной и при этом .





1 Если насадка засыпана внавал, то ее активную поверхность

можно приближенно определить по следующему уравнению:

)00125.0/(85 UUa



Из рассмотренного материала по устройству и принципу дейст-

вия насадочных колонн следует, что эти аппараты, как правило,

Работают по принципу противоточного движения фаз. На рис. 16-15

проведено сопоставление работы противоточных и прямоточных

насадочных абсорберов.

При противоточпой схеме абсорбции (рис. 16-15, а) газ идет

через абсорбер снизу вверх, а жидкость стекает вниз. При этом

уходящий газ соприкасается со свежим абсорбентом, над

которым парциальное давление поглощаемого компонента очень

мало или даже равно нулю. Поэтому при противотоке можно

достичь более полного извлечения компонента из газовой смеси,

чем при прямоточной схеме (рис. 16-15, б), поскольку уходящий газ

в этом абсорбере соприкасается с концентрированным раствором

поглощаемого газа (т. е. Y

при противотоке меньше Y

при

прямотоке), что приводит к снижению расхода абсорбента.

К основным достоинствам насадочных колонн следует прежде

всего отнести простоту устройства и низкое гидравлическое

сопротивление, а к недостаткам - сложность отвода теплоты,

плохую смачиваемость насадки при низких плотностях орошения,

большие объёмы насадки вследствие недостаточно высокой ее

эффективности(по сравнению с тарельчатыми аппаратами).

Отвод теплоты в абсорберах и улучшение смачиваемости

частообеспечиваются рециркуляцией абсорбента, несмотря на то что

этосущественно усложняет и удорожает абсорбционную

установку В такой установке (рис. 16-16, а) часть жидкости с