Пленочные
абсорберы
В пленочных
абсорберах газ и жидкость соприкасаются на поверхности текущей жидкой пленки.
Течение пленки происходит по вертикальным поверхностям, представляющим собой
трубы или пластины. Известны три типа пленочных абсорберов:
трубчатые
абсорберы, в которых пленка стекает по внутренней поверхности вертикальных
труб;
абсорберы с
листовой (плоско-параллельной) насадкой, в которых пленка стекает по обеим
поверхностям вертикальных пластин;
абсорберы с
восходящим (обращенным) движением пленки.
Аппараты первых
двух типов работают при противотоке газа и жидкости (газ движется с низу вверх
навстречу стекающей по поверхности пленке); они могут работать при нисходящем
прямотоке (газ и жидкость движутся сверху вниз). Абсорберы третьего типа
работают при восходящем прямотоке (газ и жидкость движутся снизу вверх).
Рис. 1
Оросительный поверхностный абсорбер с водяным охлаждением
Рис. 2
Поверхностный абсорбер из графита (пластинчатый) водяным охлаждением
Трубчатые
абсорберы, а также абсорберы с восходящим движением пленки могут применяться
при одновременном отводе тепла в процессе абсорбции; по развиваемой в единице
объема поверхности соприкосновения фаз и по интенсивности массопередачи 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 пленки, работающие при высоких скоростях газа (свыше 15–20 м/с),
–высокоинтенсивные аппараты, но в то же время обладают значительным
гидравлическим сопротивлением.
В настоящее
время пленочные абсорберы применяются сравнительно редко; из них наиболее
распространены трубчатые абсорберы, используемые для поглощения хорошо
растворимых газов (NCl, NH3) из концентрированных газовых смесей при
одновременном отводе тепла. Перспективным следует считать абсорберы с листовой
насадкой, а также абсорберы с нисходящим и восходящим прямотоком, работающие
при высоких скоростях газа.
Рис. 3.
Плёночные абсорберы первых двух типов:
а) трубчатый;
б) с листовой насадкой;
1-трубы;
2-трубные решётки; 3-пластины; 4-распределительное устройство.
Трубчатые
пленочные абсорберы (рис. 3, а). Такие абсорберы выполняют в виде кожухотрубных
(вертикально–оросительных) теплообменников, которые состоят из вертикального
пучка труб 1, закрепленных в трубчатых решетках 2. Для подачи орошающей
жидкости к стенкам труб служат специальные устройства. В межтрубном
пространстве абсорбера движется охлаждающая жидкость (обычно вода) для отвода
выделяющегося при абсорбции тепла.
Абсорберы с
листовой насадкой (рис. 3, б). Эти абсорберы представляют собой колонны с
насадкой в виде вертикальных пластин 3 (плоско–параллельная насадка) из того
или иного твердого материала (металл, дерево, пластические массы) или туго
натянутых полотнищ из ткани (1–4). В верхней части аппарата находится жидкость
устройства 4, равномерно орошающие каждую пластину с обеих сторон.
Применяют также
пакетные насадки, состоящие по высоте из отдельных пакетов; эти пакеты в свою
очередь составлены их параллельных пластин. В литературе (2) описан аппарат, в
котором размещена насадка в виде уложенных крест–накрест пакетов высотой 1000 и
80 мм. Высокие и низкие пакеты чередуются по высоте аппарата. Для лучшего
распределения жидкости по насадке пластины низких пакетов обтянуты
металлической сеткой. По характеру пакетная насадка близка к хордовой.
Установка
словия нормальной работы абсорберов с листовой насадкой являются строго
вертикальная пластин и равномерное распределение орошающей жидкости.
Абсорберы с
восходящим движением пленки ,были предложены Семеновым. Принцип действия
аппаратов этого типа основан на том, что при достаточно высоких скоростях
(более 10 м/с) движущийся снизу вверх газ увлекает жидкую пленку в направлении
своего движения, осуществляя таким образом восходящий прямоток. Абсорбцию в
этих аппаратах ведут при больших скоростях газа (до 40 м/с), чем достигается
высокие коэффициенты массопередачи.
Схема абсорбера
с восходящим движением пленки показана на (рис 4, а). Абсорбер состоит из пучка
труб 1, закрепленных в трубных решетках 2. Газ подводится из камеры 3 через
патрубки 4, расположенные соосно с трубами 1. Между верхними обрезами патрубков
с нижними обрезами труб оставлены щели 5 , через которые жидкость поступает в
трубы 1. Увлекаемая движущимся газом жидкость течет 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 случае необходимости отвода
выделяющегося при абсорбции тепла по межтрубному пространству пропускают
охлаждающую жидкость, как показано на рис. 4, а.
В описанном
абсорбере нельзя осуществить противоточный процесс. Однако в этом случае может
быть применен абсорбер, включающий несколько соединенных противотоком ступеней,
каждая из которых работает по принципу прямотока. Схема такого аппарата с двумя
ступенями изображена на рис. 4, б.
Рис.4. Абсорбер
с восходящим движением плёнки:
а)
одноступенчатый; б) двухступенчатый; 1-трубы; 2-трубные решётки; 3-камера;
4-патрубки; 5-щели.
К
группе пленочных аппаратов можно отнести испытанные в ряде работ абсорберы с
восходящим закрученным потоком (6,7), в которых поступающий снизу газ проходит
через винтовой завихритель и увлекает вверх жидкость, которая в межлопаточном
пространстве завихрителя дробится на капли, а затем отбрасывается под действием
центробежной силы на стенку трубы, образуя на ней винтообразную движущуюся
пленку. Испытаны также абсорберы с нисходящим закрученным потоком (8). По
данным указанных работ “закрутка” потока ведет к интенсификации массообмена.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://62.76.177.129/win-1251/lab/ochist/index.html