Форсуночные абсорберы
В этих абсорберах (рис.23) газ обычно движется снизу вверх, а жидкость подаётся через расположенные в верхней части колонны распылители с направлением факела распыла сверху вниз «а)» или под некоторым углом к горизонтальной плоскости «б)». Во многих случаях, особенно при большой высоте колонны, распылители располагаются в несколько ярусов. При этом, факелы распыла направляют сверху вниз или под углом к горизонтальной плоскости, либо, наконец, снизу вверх. Применяют также комбинированную установку распылителей: часть факелом вверх, а часть факелом вниз. Наиболее низкий коэффициент массопередачи в случае «г)», а наиболее высокий в «е)». В абсорбере, где распылители с направлением факела сверху вниз расположены в один ярус теоретически осуществляется противоток. Однако, вследствии циркуляции и перемешивания газа такие аппараты по характеру контакта газа и жидкости ближе к аппарату с полным перемешиванием и эффективная движущая сила в них ниже, чем в противотоке. В многоярусных полых абсорберах, а также в абсорберах с направленным факелом распыла вверх, противоток отсутствует, хотя движущая сила примерно такая же, а эффективность выше. В рассмотренных абсорберах газ распределяется неравномерно, что снижаем их эффективность. Предложено несколько конструкций, улучшающих распределение
газа. Например, «в)». Через отверстие в пережиме газ идет с большой скоростью (6-10 м/с), что способствует более равномерному его распределению вследствии добавочного сопротивления в пережиме. Добавочное сопротивление может быть создано также тонким слоем насадки, отделяющим струю газа от основного объёма аппарата. В циклонном распиливающем абсорбере (скруббере) сделана попытка избежать неравномерности в распределении газа (рис.24).
Рис.24. Схема циклонного скруббера 1. Центральная труба; 2. Форсунки. Газ движется вверх по винтовой линии, а поглотитель разбрызгивается через расположенные на центральной трубе 1 форсунки 2. Часть поглотителя попадает на стенки и стекает по ним плёнкой. Но достичь равномерности в распределении газа не удалось, т.к. у стенки он движется со сравнительно большой скоростью (по винтовой линии), а в центре аппарата скорость газа мала. Поверхность контакта фаз в полом абсорбере пропорциональна плотности орошения, поэтому, при низких степенях орошения эти абсорберы работают неудовлетворительно. Обычно применяют плотность орошения не ниже 10-20 м/ч и не выше 30 - 45 м/ч. Во избежание уноса распылённой жидкости скорость газа не превышает 1 -5,5 м/с. Достоинством полых распиливающих абсорберов служит простота конструкции, низкая стоимость, малое гидравлическое сопротивление и возможность работы при сильно загрязнённых газах. Недостатками подобных аппаратов является невысокая эффективность, обусловленная перемешиванием газа и плохим заполнением объёма факелом распылённой жидкости. Кроме того, расход энергии на распыление жидкости довольно высок (0,3 - 1,0 кВтч на 1 т жидкости). В качестве форсунок в основном используются: механические, центробежные и ударные устройства (рис.25).
Рис.25. Основные типы форсунок. а) Центробежная с тангенциальным вводом жидкости; б) С винтовым вкладышем; в) Ударная, г) С взаимным ударом двух струй. Из всего многообразия форсунок в абсорберах обычно используют механические форсунки, в которых распыление происходит за счёт энергии жидкости, подаваемой под избыточным давлением 0,25 - 0,3 МПа. Их конструкция выбирается такой, чтобы обеспечить надёжную работу при распылении загрязнённых жидкостей. Такие форсунки дают более грубый распыл, но отсутствие в конструкции узких каналов и щелей, характерных для форсунок тонкого распыла, обеспечивает их работу без забивания. Приведённые типы форсунок дают полый факел, в котором у периферии создаётся максимальная плотность орошения, а в направлении к центру она быстро падает почти до нуля. Для получения сплошного заполненного факела распыла с равномерной плотностью орошения применяют цельнофакельные форсунки. В них жидкость делится на два потока. Одному потоку сообщается вращательное движение, а другой направляется непосредственно к выходному отверстию. Перед выходом из этого отверстия происходит соударение потоков, приводящее к заполнению центральной области жидкостью «г)». Форсунки характеризуются: производительностью, углом конусности факела распыла, распределением жидкости по сечению и дисперсностью капель. Для рассмотренных форсунок, угол при вершине конуса, образованном факелом распыла, составляет 55 - 90° при длине факела 0,6 - 1,8 м. Для маловязких жидкостей угол конусности факела не зависит от расхода жидкости, а для вязких жидкостей - пропорционален расходу и несколько уменьшается с возрастанием вязкости. При подобном распылении жидкости получается полидисперсный распыл, состоящий из капель различного диаметра. Распределение капель по диаметру имеет вероятностный характер и описывается кривой распределения, которая строится по опытным данным.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|