Насадочные абсорберы перемешивание фаз

Таким образом, динамика процесса абсорбции в насадочном аппарате в режиме идеального вытеснения без труда может быть описана с помощью формул, аналогичных уже полученным для противоточного теплообменника. Значительно сложнее исследовать динамику насадочного абсорбера в том случае, когда нельзя пренебречь продольным перемещиванием. При использовании одно-параметрической диффузионной модели абсорбер описывается уравнениями (1.2.30), (1.2.31) с граничными условиями (1.2.37) (считаем, что расходы по жидкости и газу постоянны). Как и раньше, будем полагать, что функция 0 (0 ) имеет линейный вид 0д = Г01. При этом функциональный оператор А, задаваемый с помощью уравнений (1.2.30), (1.2.31), граничных условий (1.2.37) и нулевых начальных условий будет линейным. Но поскольку уравнения математической модели являются уравнениями в частных производных второго порядка, исследовать этот линейный оператор очень трудно. С помощью применения преобразования Лапласа по t к уравнениям и граничным условиям можно получить выражение для передаточных функций. Однако они будут иметь столь сложный вид по переменной р, что окажутся практически бесполезными для описания динамических свойств объекта. Рассмотрим математическую модель насадочного абсорбера с учетом продольного перемешивания при некоторых упрощающих предположениях. Предположим, что целевой компонент хорошо растворяется в жидкости, и поэтому интенсивность процесса массообмена между жидкостью и газом пропорциональная концентрации целевого компонента в газе. В этих условиях можно считать 0 (0 ) 0. Физически такая ситуация реализуется, например, при хемосорбции, когда равновесная концентрация поглощаемого компонента в газовой фазе равна нулю. При 0а(0 ) = О уравнение (1.2.30) становится независим мым от уравнения (1.2.31), поскольку в (1.2.30) входит только функция 00 (л , t) При этом для получения решения о(а , t), системы достаточно решить одно уравнение (1.2.30) функцию QL x,t), после того как найдена функция можно найти [c.206]

Масштаб производства. При выборе типа абсорбера надо учитывать также масштаб производства, в частности количество обрабатываемого газа. Некоторые типы абсорберов трудно выполнимы при очень больших или, наоборот, очень малых производительностях по газу. Например, абсорберы с регулярной насадкой и с колпачковыми тарелками сложны в изготовлении при малых диаметрах (меньше 0,8—1 м). Некоторые типы, например абсорберы с механическим перемешиванием жидкости, непригодны при больших производительностях по газу. Сомнительно применение абсорберов с затопленной насадкой при больших нагрузках по газу, поскольку такие аппараты с диаметром более 1 м не испытывались. Насадочные и барботажные абсорберы применяются диаметром до б—7 м. Однако насадочные абсорберы больших размеров мало эффективны, вероятно, вследствие неравномерного орошения. Опыта эксплуатации аппаратов большего диаметра почти не имеется. [c.658]

При использовании ячеечной модели насадочный абсорбер рассматривается как объект, состоящий из двух последовательностей ячеек полного перемешивания, между которыми происходит массообмен. Число ячеек по фазам определяется по степени продольного перемешивания этих фаз. Причем возможны два предельных случая полное перемешивание по жидкой фазе и полное вытеснение по газовой и, наоборот, полное перемешивание но газовой фазе и полное вытеснение по жидкой фазе. Для насадочных абсорберов особый интерес представляет первый случай. [c.417]

Заметим, что для насадочного абсорбера определению подлежит не только коэффициент перемешивания О, но и действитель- [c.290]

На эффективность насадочных абсорберов оказывают большое влияние диаметр и высота слоя насадки, определяемые указанным выше методом по скорости газа и требуемой поверхности массообмена. Расчет последней производится по коэффициентам массопередачи при помощи приведенных выше формул, полученных путем обобщения опытных данных для аппаратов малого диаметра (преимущественно не более 0,5 м). Практика показывает, что применительно к промышленным аппаратам рассчитанные коэффициенты массопередачи оказываются Завышенными и, следовательно, поверхности массообмена — заниженными. Это, расхождение, являющееся следствием неравномерного распределения жидкости и газа по сечению аппарата, а также их продольного перемешивания, часто довольно значительно (в 2—3 раза). Для обеспечения надежности работы проектируемых абсорберов необходимо корректировать рассчитанные размеры по имеющимся данным эксплуатации промышленных аппаратов. [c.497]

Описание нестационарной абсорбции в насадочной колонне. Рассмотренные ранее модели процесса абсорбции относились к стационарному случаю. В нестационарных условиях особую важность приобретает учет распределенности в пространстве и во времени основных гидродинамических параметров процесса удерживающей способности, расхода жидкости в колонне, перепада давления. Многочисленными экспериментальными исследованиями было показано существование продольного перемешивания и застойных областей в насадочных абсорберах. В связи с этим модель абсорбера должна также отражать неравномерность распределения элементов потока в аппарате по времени пребывания и наличие взаимного обмена между газовой фазой, проточной зоной потока жидкости и застойной зоной потока жидкости с количественным выражением интенсивности обменных процессов. [c.292]

Вопросы для повторения. 1. Что называется процессом абсорбции 2. Как называется процесс выделения растворенного газа из концентрированного раствора 3. При каких температурных режимах происходят процессы абсорбции и десорбции 4. В какой зависимости находятся расход абсорбента, движущая сила и размеры абсорбера 5. Что называется плотностью орошения 6. Как устроены поверхностные абсорберы Их преимущества и недостатки. 7. Как устроен трубчатый абсорбер и для каких процессов наиболее целесообразно его применение 8. Как устроен насадочный абсорбер и в каких режимах он Может работать 9. Каковы преимущества и недостатки абсорбера с механическим перемешиванием 10. Каковы устройство и принцип работы противоточной абсорбционной установки И. Каковы преимущества абсорбционной установки с рё-- циркуляцией н десорбцией [c.163]

Величины коэффициентов обратного перемешивания Е, и Е находят опытным путем — см. пример 1-37. Для ориентировочного их определения в насадочном абсорбере воспользуемся критериальными уравнениями . [c.292]

Кинетический расчет абсорбера с тарелками провального типа ведут по зонам так же, как насадочного абсорбера (стр. 122). Для расчета верхней зоны пользуются системой уравнений (1V-63) и (IV-64), решаемой ЭВМ, или (если предположить, что происходит полное перемешивание жидкости и идеальное вытеснение газа на каждой из тарелок) уравнением [c.128]

Дисковая колонна первоначально предназначалась для исследования массопередачи в жидкой фазе, но получила применение и при исследовании массоотдачи в газовой фазе. (Считается, что течение жидкости в дисковых колоннах в большей степени, чем это достигается в трубках с орошаемыми стенками, приближается к условиям насадочных абсорберов. При перетекании с диска на диск происходит перемешивание [c.143]

Перемешивание в поверхностных абсорберах. За последние годы проведено довольно много исследований продольного перемешивания в поверхностных, главным образом, насадочных абсорберах. К сожалению, они проведены в малых колоннах и не дают надежных данных при проектировании промышленных аппаратов. [c.360]

В нескольких работах [136—142] исследовали перемешивание в насадочных абсорберах. [c.360]

В некоторых случаях (при абсорбции из высококонцентрированных газов, при абсорбции плохо растворимых газов) отношение Ууц Ур очень велико (до 0,05—0,1). В этих условиях наиболее подходящими типами аппаратов можно считать насадочные, распыливающие (с форсунками) и абсорберы с механическим перемешиванием. При больших Ух Ут применение барботажных абсорберов, особенно абсорберов с колпачковыми тарелками (см. стр. 578), становится затруднительным. Однако некоторые типы барботажных абсорберов (например, с тарелками Киттеля) могут использоваться и при очень больших У У . При больших V /Vr могут возникать затруднения также при применении пленочных и скоростных прямоточных распыливающих аппаратов. [c.654]

В литературе приводятся опытные данные по эффективным коэффициентам продольного перемешивания жидкости и газа в насадочных аппаратах [68, 74—83], но в ограниченном интервале параметров В целом можно считать, что при правильном первичном распределении влияние продольного перемешивания жидкости в насадке на эффективность массообмена невелико. Так, по данным [78], коэффициент Вж изменяется в пределах от 50 до 120 см /с при увеличении плотности орошения от 10 до 40м /(м -ч) при расчете по данным [80] величина не превышает 150 см /с для условий работы промышленных абсорберов очистки МЭА при атмосферном давлении. [c.77]

Модель массопередачи в аппарате строится следующим образом. При >0,5 абсорбер с непрерывным контактом фаз рассчитывают по уравнению (6.17), причем на основании литературных данных для аппаратов с нерегулярной насадкой [1, 3, 6, 27, 182] рекомендуется использовать модель идеального вытеснения потоков газа и жидкости. Насадочный слой разбивают на ряд изотермических ячеек полного перемешивания по жидкости (А 0,03). В результате суммирования расчетных высот каждой из ячеек определяется общая высота насадочного слоя, необходимая для обеспечения изменения от 0,5 до ь Для процессов, проводимых при давлении, близком к атмосферному, необходимость в расчете зоны абсорбера 1>а>0,5 отпадает. [c.184]

Наиболее развитая поверхность — в абсорбере насадочного типа. Он также представляет собой колонну, заполненную по всему объему рабочей зоны пористой керамической (или из любого другого химически стойкого материала) насадкой. Поглотительная жидкость разбрызгивается сверху равномерно по всему сечению колонны и стекает по поверхности насадки тонким слоем. Поднимаясь вверх по башне, газ проходит сложный извилистый путь благодаря тому, что отдельные элементы насадки смещены относительно друг друга. Это во многом удлиняет путь газового потока, разбивает его на множество мелких струй, способствует интенсивному перемешиванию газа. Совокупность всех этих факторов приводит к тому, что степень поглощения вредных примесей в насадочных колоннах составляет 99% и выше. [c.190]

Общая высота насадочного слоя равна сумме высот, рассчитанных для верхней и нижней зоны. Поскольку данных по продольному перемешиванию потоков газа и жидкости в аппаратах большого диаметра недостаточно, влияние диаметра абсорбера может быть учтено с помощью рис. IV-44. [c.123]

Промышленный насадочный абсорбер с регулируемым запасом жидкости был испытан при более высоких нагрузках по газу (до 0,27 м/с при Р = 2,5 МПа) и по жидкости (до 106 м/ч) на Черкасском ПО Азот . Степень карбонизации насыщенного раствора МЭА с концентрацией 2,5 кмоль/м была повышена с 0,6—0,65 до 0,68—0,74 моль/моль при затоплении нижнего слоя насадки на 2—3 м. Отметим, что увеличение запаса жидкости лишь в нижней части абсорбера и секционирование по высоте аппарата позволили, как подробно описано в работах [210, 233, 234], получить заметно лучшие показатели по сравнению с показателями при использовании абсорбера с высокослойными ситчатыми тарелками. Работа последнего характеризуется нестабильностью и неравномерностью барботажа, свойственной аппаратам без продольно-поперечного секционирования, интенсивным продольным перемешиванием жидкости, значительным брызгоуносом. [c.209]

При использовании ячеечной модели насадочный абсорбер рассматривается как объект, состоящий из двух последовательностей ячеек полного перемешивания, между которыми происходит массообмен. Число ячеек по фазам определяется по степени продольного перемешивания этих фаз. Причем возможны два предельных случая полное перемешивание по жидкой фазе и полное вытеснение по газовой и, наоборот, полное перемешивание по газовой фазе и полное вытеснение по жидкой фазе. Для насадочных абсорберов особый интерес представляет первый случай. Ячеечная модель описывается системой диф-ференциально-разностных уравнений, решение которых относительно просто может быть осуществлено на ЦВМ. [c.369]

Абсорберы с мешалкой. Определение скорости процесса абсорбции в аппаратах с мешалками обычно представляет интерес применительно к химическим реакторам, в которых газ сначала абсорбируется, а затем вступает в реакцию с одним из компонентов раствора-Характерной особенностью аппарата является большая продолжительность пребывания в нем жидкости, что нелегко достигается в абсорберах колонного типа. Абсорбер с перемешиванием имеет также незначительное преимущество перед насадочной колонной в размерах и расходе энергии, но скорость пропускания газа в нем ограничена (ниже 3 м1мин). [c.426]

При малых временах контакта поверхностно-активное вещество не диффундирует к поверхности и не создает абсорбционного слоя. Значит, в системах с перемешиванием и быстрым обновлением поверхности на границе раздела фаз воздействие добавки поверхностно-активного вещества мало или вообще отсутствует (хотя Гудридж и Брикнелл [56] нашли, что значение существенно снижается при добавлении спиртов, имеющих молекулы с длинной цепью, когда происходит абсорбция газа в сосуде с высокой скоростью перемешивания). Благодаря очень небольшим концентрациям поверхностно-активных веществ улучшается смачивание и исключается образование ряби в колоннах с орошаемыми стенками и при пленочном течении по сферической насадке при этом сколько-нибудь значительный поверхностно-диффузионный барьер не возникает. В случае жидких струй и в малых по высоте колоннах с орошаемыми стенками поверхностно-активное вещество иногда накапливается в жидкости около ее выхода из колонны. Представляется маловероятным, чтобы добавки ПАВ оказывали влияние на скорость массообмена в насадочных газовых абсорберах, хотя и возникают проблемы, связанные с эмульгированием, при использовании насадочных колонн в качестве жидкостных экстракторов. [c.218]

Эффект осевой дисперсии, или обратного перемешивания , особенно важен для жидкостной экстракции, когда применяются безнасадочные струйные колонны, так как всплывающие мелкие капельки жидкости легко смешиваются и изменяют направление своего движения. В предельных случаях перемешивание от одного конца до другого настолько эффективно, что аппарат работает в режиме идеального перемешивания. Указанный эффект, как правило, проявляется слабее в газо-жидкостных насадочных колоннах, хотя абсорбер или отпарная колонна могут оказаться исключительно неудачными, если при расчетах игнорируют обратное перемешивание газа, движущегося с малой скоростью. Большое значение L и малое значение G могут привести к прокачке газа сверху вниз в абсорбере, нарушая тем самым преимущества режима противотока. При десорбции СО, из воды воздухом в колонне, заполненной стальными кольцами диаметром 5 см, Купер, Кристль и Пири [14] получили значения (HTU)o в два-три раза большие, чем значения, измеренные Холлоуеем на аналогичном оборудовании. В этих опытах L было очень велико [от 64 400 до 273 000 кг/(м -ч)], а приведенные скорости газа составляли лишь 0,024—0,4 м/с (93 < G < 1800). С указанными довольно предельными условиями можно столкнуться в абсорберах высокого давления для извлечения метана из отходящих газов при крекинге большим потоком масла, в котором метан плохо растворяется. [c.624]

В некоторых случаях (при абсорбции из высококонцентрирован ных газов, при абсорбции плохо растворимых газов) отношение Уж Уг очень велико (до 0,05—0,1). В этих условиях наиболее подходящими типами аппаратов можно считать насадочные, распыливающие (с форсунками) и абсорберы с механическим перемешиванием. При больших VmlVv применение барботажных абсорберов, особенно абсорберов с колпачковыми тарелками, становится затруднительным. Однако некоторые типы барботажных абсорберов (например, с тарелками Киттеля) могут [c.579]