ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Абсорбция газа в пенном слое из "Практикум по общей химической технологии Издание 3" Общие сведения о пенном режиме, устройстве и принципе работы пенных аппаратов. В пенных аппаратах осуществляют процессы тепло- и массопередачи при непосредственном соприкосновении жидкости и газа, такие, как охлаждение и нагревание газа, абсорбция, десорбция, очистка и осушка газов. Эти процессы широко применяются в химической, коксохимической, нефтяной, газовой, пищевой промышленности и в ряде других отраслей народного хозяйства. [c.41] Пенный режим обработки газов и жидкостей позволяет интенсифицировать процессы тепло- и массопередачи при сравнительно небольшом расходе энергии на их осуществление. Этот режим основан на турбулизации газо-жидкостной системы и создании взвешенного слоя подвижной, нестабильной пены из взаимодействующих жидкости и газа. Во взвешенном слое пены процессы тепло-и массопередачи происходят с высокой скоростью благодаря громадному развитию поверхности контакта фаз, малым диффузионным сопротивлениям и непрерывному обновлению межфазной поверхности. Поэтому пенные аппараты работают с интенсивностью, значительно превышающей интенсивность других реакторов, для проведения процессов в системе газ — жидкость (Г—Ж), в частности башен с насадкой. [c.41] Подвижная нестабильная пена образуется на решетке пенного аппарата при перекрестном направлении потоков жидкости и газа при сравнительно больших скоростях газа. Получение такой пены из любой жидкости происходит без применения пенообразователей исключительно за счет создания соответствующего гидродинамического режима, в основном за счет высокой скорости газа в полном сечении пенного аппарата и создания подпора для удержания слоя пены на решетке. [c.41] Взвешенный слой подвижной пены в системе Г—Ж по раду признаков аналогичен взвешенному (кипящему) слою в системе Г—Т. Однако при пропускании газа через слой жидкости происходит более сложное взаимодействие сил, чем в системе Г—Т. В первом приближении полагают, что в системе Г—Ж взаимодействуют пять определяющих сил подъемные силы, способствующие взвешиванию жидкости, т. е. отрыву- ее от опоры (решетки) —сила трения газа о жидкость и архимедова сила, и силы, противодействующие взвешиванию,— сила тяжести жидкости, внутреннее трение (вязкость) и поверхностное натяжение. [c.42] При пропускании газа через перфорированную решетку (ситчатую тарелку), по которой протекает жидкость, образуется газожидкостная система, трансформирующаяся по мере увеличения скорости газа Шг- Сначала происходит барботаж, затем над барботажной зоной образуется слой пены, который непрерывно увели-Ч1ивается, заменяя барботажный при определенной скорости газа барботажный слой исчезает, превращаясь в слой ячеистой, малоподвижной пены. Переход от барботажного режима к пенному происходит при Шг=0,7—1,3 м/с. При дальнейшем увеличении структура пены меняется — она становится подвижной, превращается в сильно турбулизованную газо-жидкостную систему. Такая пена представляет собой взвешенный слой жидкости в виде быстро движущихся пленок и струй, тесно перемешанных с нузырька-1ми и струями газа. При развитом пенном режиме резко возрастает интенсивность тепло- и массообмена между фазами. С последующим ростом скорости газа турбулентность пены возрастает, ее структура приобретает вихревой характер, увеличивается количество брызг над слоем и при Шг=3—3,5 м/с значительная часть жидкости уносится с решетки потоком газа. [c.42] В многополочном пенном аппарате (рис. 12) газ подается под нижнюю решетку и, пройдя снизу вверх через отверстия всех трех решеток, удаляется в верхней части аппарата через штуцер. [c.43] Жидкость подается на верхнюю решетку через штуцер н приемную коробку, приваренную к корпусу аппарата. Пройдя верхнюю решетку, жидкость сливается в сливную коробку и, огибая перегородку, поступает на вторую сверху решетку. [c.43] В меньшей степени влияет скорость газа на к. п. д. некоторое снижение т] с ростом х г происходит вследствие уменьшения времени контакта взаимодействующих фаз т. Величина АРсл практически не зависит от г г, но общее сопротивление полки АР растет за счет увеличения АРс.р. [c.45] Лабораторная абсорбционная установка (рис. 16) может быть использована для изучения гидродинамики пенного аппарата, а также для исследования абсорбции газа жидкостью, в частности для изучения процесса абсорбции диокиси серы раствором соды. [c.45] При изучении абсорбции ЗОг раствором соды содовый раствор (15% НагСОз) подается на решетку из напорной бутыли через реометр в тот же вливной патрубок при перекрытых кранах на водной коммуникации. Вспененная жидкость отводится из аппарата через сливной патрубок в сборник и для изучения абсор,бции отбирается из сборника на анализ. [c.47] Двуокись серы поступает в систему из баллона через диафрагму с дифманометром. Воздух засасывается в установку через специальный патрубок, расход его замеряется диафрагмой с дифманометром. Перед поступлением в подрешеточную часть пенного аппарата воздух смешивается с ЗОг в заданных соотношениях, устанавливаемых по реометрам и проверяемых аналитически. [c.47] Анализ газовой смеси на содержание ЗОг производится до и после аппарата газ отбирается на анализ через тройники с кранами. Газ анализируют на содержание ЗОг, определяя титрованием иодом в присутствии крахмала до обесцвечивания иодокрахмального раствора. Для этого анализируемый газ пропускают через поглотительный сосуд, в который залит определенный объем титрованного раствора иода, и далее в аспиратор. Общее количество газа, проходящего через систему, регулируется струбциной 10. Гидравлическое сопротивление решетки со слоем пены замеряется водяным дифманометром. [c.47] На данной установке можно изучать гидродинамику пенообразования и абсорбционные процессы. [c.47] При выполнении работы устанавливается 1) зависимость высоты пенного слоя Н и гидравлического сопротивления аппарата АР от скорости газа в полном сечении аппарата ш 2) зависимость высоты и структуры слоя пены и гидравлического сопротивления аппарата от интенсивности потока воды /. [c.47] При расчете высоты исходного слоя жидкости по формуле (1.54) для данного аппарата за высоту порога следует принимать расстояние от решетки до нижнего края сливного отверстия для лабораторных моделей такого типа Лц может составлять 10—50 мм. [c.48] Интенсивность потока г рассчитывают на ширину сливного отверстия / для данной модели пенного аппарата /=20 мм. [c.48] Пример расчета показателей. Рассчитать высоту ис.ходного слоя жидкости Но и высоту слоя пены Я для системы воздух — вода прн расходе воды = 5 дм /мии и скорости воздуха Шг=1,5 м/с. Высота порога Лп=35 мм, высота сливного отверстия / сл = 60 мм, т. е. лабораторный аппарат работает со свободным сливом пены. Ширина сливного отверстия 1=20 мм. Свободное сечение решетки 5о = = 14,5%. [c.48] Приводятся наблюдения о структуре пенного слоя, брызгоуноса и т. п. [c.48] По данным таблицы в отчете должны быть приведены кривые зависимости показателей пенного режима //, АР от скорости газа W или от интенсивности потока воды i или др. [c.49] Вернуться к основной статье