Доклад: Пленочные абсорберы
Доклад: 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
|