Насадочные абсорберы жидкости

В насадочных абсорберах жидкость равномерно распределяется по верху насадки, стекает тонкой пленкой по ее поверхности и выводится из колонны снизу. В этой главе будет принято, что коэффициент физической массоотдачи в жидкой фазе эффективная межфазная поверхность а, отнесенная к единице объема насадочного слоя, и объем жидкости I в той же единице объема одинаковы во всех частях колонны. В действительности, если высота колонны в несколько раз больше ее диаметра, жидкость может накапливаться у стенок аппарата, что обедняет ею остальную часть насадки. Этот вопрос обсуждается в главе IX вместе с другими характеристиками насадочных колонн. [c.182]

В абсорберах происходит разделение газовой смеси и извлечение из нее нужных составляющих путем соприкосновения газа с жидкостью, обладающей свойством поглощать определенную составляющую газа. Наиболее распространены насадочные абсорберы. Жидкость стекает по насадке и, разбиваясь благодаря этой насадке на мелкие капли, соприкасается с восходящим газом. Насадку обычно изготовляют из керамических или металлических колец, которые засыпают в аппарат в беспорядке или укладывают правильными рядами. [c.28]

Анализ результатов расчета насадочного абсорбера показывает, что основное диффузионное сопротивление массопереносу в этом процессе сосредоточено в жидкой фазе, поэтому можно интенсифицировать процесс абсорбции, увеличив скорость жидкости. Для этого нужно либо увеличить расход абсорбента, либо уменьшить диаметр абсорбера. Увеличение расхода абсорбента приведет к соответствующему увеличению нагрузки на систему регенерации абсорбента, что связано с существенным повы- [c.108]

Управляемость насадочного абсорбера по каналам гидродинамики и массообмена. Из гидродинамических каналов выделим два (как наиболее важные [54]) расход жидкости на входе Ь — перепад давления на всей колонне ДР (передаточная функция [c.425]

Насадочные абсорберы представляют собой колонны, загруженные насадкой — твердыми телами различной формы при наличии насадки увеличивается поверхность соприкосновения газа и жидкости. [c.596]

Насадочный абсорбер показан на рис. 17-6. Насадка / опирается на решетки 2, в которых имеются отверстия для прохождения газа и стока жидкости. Газ поступает в колонну снизу и движется вверх противотоком по отношению к жидкости. Подаваемая на насадку жидкость должна быть равномерно распределена по сечению колонны. Для подачи жидкости применяют желоба, дырчатые трубы и другие устройства. [c.597]

Диаметр колонны определяют аналогично диаметру насадочных абсорберов по принятой скорости газа т в свободном сечении, площадь сечения находят по уравнению (17-19). При выборе скорости уи следует исходить из условий работы тарелок— в равномерном режиме или в режиме газовых струй и брызг (стр. 616). Скорость т не должна превышать некоторого предельного значения >пред. при котором резко увеличивается унос брызг жидкости на вышележащую тарелку. [c.623]

Насадочные ректификационные колонны. В таких колоннах обычно применяется кольцевая насадка. Наиболее распространены кольца размером 25 X 25 X 3 М.М. Отмеченные на стр. 599 недостатки насадочных абсорберов несущественны при ректификации, так как в этом процессе не требуется отвода тепла, а количество орошающей жидкости обычно достаточно велико. В укрепляющей колонне количество жидкости меньше количества поднимающихся иаров на количество отводимого дистиллята, в исчерпывающей же колонне количество жидкости больше, чем в укрепляющей, на количество вводимой смеси. [c.688]

Выбор типа абсорбера определяется видом контакта потоков газа и жидкости. Для создания развитой поверхности контакта фаз газ пропускают через колонку с насадкой, орошаемую жидкостью (насадочные абсорберы), либо через аппарат, в котором жидкость распыливается форсунками или вращающимися механическими элементами (распыливающие абсорберы). Для хорошо растворимых газов используют поверхностные абсорберы, в которых газ пропускают над поверхностью жидкости или над поверхностью текущей пленки жидкости (пленочные абсорберы). Кроме того, газ может распределяться в жидкости в виде струек и пузырьков (барботажные абсорберы). [c.338]

Насадочные абсорберы (рис. 95, а) представляют собой колонны, заполненные насадкой, которую укладывают в один или несколько слоев. Жидкость стекает по насадке в виде пленки, газ движется противотоком. В качестве насадок используют кольца, седла, куски кокса или кварца, бруски дерева, полиэтиленовые розетки и др. Выбор насадки определяется как ее химической и механической стойкостью так и характеристиками насадки (удельной поверхностью / в м /м и свободным объемом Ус в м м ). Характеристики насадки приведены в литературе [26, 50, 53, 64]. Обычно в промышленности используют колонны диаметром от 1000 до 3000 мм. [c.338]

Рис. 5.13. Типовой насадочный абсорбер / — штуцер для выхода газа 2 — штуцер для ввода жидкости 3 — распределительное устройство 4 — опорная решетка 5 — перераспределительная тарелка 6 — штуцер для входа газа 7 — люк-лаз 8 — штуцер для выхода жидкости 9 — опора

В насадочной колонне жидкость течет по элементу насадки главным образом в виде тонкой пленки, поэтому поверхностью контакта фаз является в основном смоченная поверхность насадки, и насадочные аппараты можно рассматривать как разновидность пленочных. Однако в последних пленочное течение жидкости происходит по всей высоте аппарата, а в насадочных абсорберах — только по высоте элемента насадки. При перетекании жидкости с одного элемента насадки на другой пленка жидкости разрушается и на нижележащем элементе образуется новая пленка. При этом часть жидкости проходит через расположенные ниже слои насадки в виде струек, капель и брызг. Часть поверхности насадки бывает смочена неподвижной (застойной) жидкостью. [c.444]

Выясним, какой вид в случае насадочного абсорбера имеют величины ai, 2, Т , Т2 и функция фп(0- По физическому смыслу в противоточном теплообменнике величины Ti и Та представляют собой времена прохождения через теплообменник жидкости в первом и втором потоках, соответственно. В размерных единицах времени ti = l/wu Tj = i/aua- В абсорбере Т и Т2 по физическому смыслу есть времена прохождения через абсорбер газа и жидкости, соответственно, т. е. Tj = Тд =// Шр, Т2 = В безразмерных единицах за единицу вре- [c.205]

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]

Рассмотрим теперь на примере насадочного абсорбера более сложную математическую модель структуры потоков. При этом ограничимся рассмотрением структуры потоков в жидкости. Структура потоков в газовой фазе исследуется аналогично. [c.289]

Приведенная классификация абсорбционных аппаратов является условной, так как отражает не столько конструкцию аппарата, сколько характер поверхности контакта. Один и тот же тип аппарата в зависимости от условий работы может оказаться при этом в разных группах. Например, насадочные абсорберы могут работать как в пленочном, так и в барботажном режимах. В аппаратах с барботажными тарелками возможны режимы, когда происходит значительное распыление жидкости и поверхность контакта образуется в основном каплями. [c.13]

Терновская и Белопольский [67], а также последующие исследователи [68—701 показали, что надо различать влияние поверхностного натяжения чистой жидкости от влияния в результате добавки ПАВ. Само по себе поверхностное натяжение а не влияет на р . Однако а сильно влияет на гидродинамику, что может отразиться на определяемом из опыта значении р . Так, в насадочных абсорберах а существенно влияет на смоченную поверхность (стр. 441), в барботажных абсорберах—на высоту и структуру пены (стр. 518 сл.) и т. д. [c.119]

Другой пример абсорбера со ступенчатым контактом—насадочный абсорбер, состоящий из нескольких последовательно соединенных секций с рециркуляцией жидкости в каждой секции. Такой же абсорбер без рециркуляции жидкости, несмотря на разделение на секции, является аппаратом с непрерывным контактом. Основная особенность абсорберов со ступенчатым контактом заключается в скачкообразном изменении движущей силы при переходе от ступени к ступени. [c.226]

Насадочные абсорберы [1—71 представляют собой колонны, загруженные насадкой из тел различной формы (кольца, кусковой материал, деревянные решетки и т. д.). Соприкосновение газа с жидкостью происходит в основном на смоченной поверхности насадки, по которой стекает орошающая жидкость. Поверхность насадки в единице объема аппарата может быть довольно большой и поэтому в сравнительно небольших объемах можно создать значительные поверхности массопередачи. Однако в ряде случаев активная поверхность контакта меньше геометрической поверхности (стр. 437). [c.377]

Течение жидкости по насадке носит в основном пленочный характер, вследствие чего насадочные абсорберы можно рассматривать как разновидность пленочных. В то же время между на-садочными и пленочными абсорберами, в том числе абсорберами с листовой насадкой, имеются различия. В пленочных абсорберах пленочное течение жидкости происходит по всей высоте аппарата, тогда как в насадочном—лишь по высоте элемента насадки. При перетекании жидкости с одного элемента насадки на другой пленка жидкости разрушается и на нижележащем элементе образуется новая пленка. Некоторая часть жидкости при этом проваливается в виде капель через расположенные ниже слои насадки. [c.377]

При определенных условиях (стр. 401) пленочное течение жидкости в насадочных абсорберах нарушается и контакт между газом и жидкостью осуществляется в режиме барботажа. [c.377]

Насадочный абсорбер (рис. 115) состоит из колонны, в которой помещена поддерживающая решетка / на этой решетке уложен слой насадки 2. Орошающая жидкость подается на насадку при помощи распределительного устройства 3. В показанном на рис. 115,а абсорбере насадка уложена сплошным слоем по всей [c.377]

Движение газа и жидкости в насадочных абсорберах обычно осуществляется противотоком, как показано на рис. 115. Прямоток применяют довольно редко. Однако в последнее время большое внимание уделяют [8—101 созданию прямоточных насадочных абсорберов, работающих с большими скоростями газа (до 10 м сек). При таких скоростях, которые в случае противотока недостижимы из-за наступления захлебывания (стр. 401), интенсифицируется процесс и уменьшаются габариты аппарата гидравлическое сопротивление при прямотоке значительно ниже, чем при противотоке (стр. 403). Применение таких абсорберов целесообразно в тех случаях, когда направление движения фаз не влияет заметно на движущую силу (стр. 224). [c.378]

Насадки, применяемые для заполнения насадочных абсорберов [1—7, 13, 141, должны обладать большой удельной поверхностью (поверхность на единицу объема) и большим свободным объемом. Кроме того, насадка должна оказывать малое сопротивление газовому потоку, хорошо распределять жидкость (стр. 425 сл.) и обладать коррозионной стойкостью в соответствующих средах. Для уменьшения давления на поддерживающее устройство и стенки насадка должна иметь малый объемный вес. [c.379]

Критерий Рейнольдса для жидкости в насадочных абсорберах рассчитывают по эквивалентному диаметру пленки, т. е. по формуле (У-6). Заменяя в этой формуле Г по уравнению (УМ4), получим (при к=1) [c.397]

При течении жидкости через насадочный абсорбер в насадке постоянно находится некоторое количество жидкости. Данная жидкость (или по крайней мере большая часть) непрерывно обновляется, т. е. часть ее стекает с слоя насадки и тотчас же замещается таким же количеством вновь поступающей жидкости. При этом количество находящейся в колонне жидкости остается постоянным. Указанное количество (в м ), отнесенное к 1 насадки, называют количеством удерживаемой жидкости (б). [c.397]

Течение жидкости через насадку обычно рассматривают, как пленочное. Однако в насадочных абсорберах пленочное течение существует лишь при определенных режимах и характер его отличается от течения в пленочных абсорберах. В то время как в последних практически вся поверхность покрыта жидкой пленкой, в насадках обычно не вся поверхность насадочных тел смочена жидкостью. Часть поверхности насадки бывает смочена неподвижной (застойной) жидкостью, не участвующей в общем течении жидкости. [c.397]

Распределение жидкости и газа в насадочных абсорберах [c.425]

Распределение жидкости по насадке. Наибольшая эффективность насадочных абсорберов достигается при равномерном распределении жидкости по поперечному сечению абсорбера, причем эта равномерность должна сохраняться во всех поперечных сечениях по высоте аппарата. При идеально равномерном орошении локальная плотность орошения в любой точке насадки постоянна и равна средней плотности орошения. Действительное распределение можно характеризовать коэффициентом неравномерности орошения [c.425]

Выбор плотности орошения и способа его подачи. При малой плотности орошения смоченная и активная поверхности невелики и работа насадочного абсорбера не эффективна. Поэтому при проведении процессов, для которых требуется низкое отношение LIG обычно прибегают к рециркуляции жидкости (см. стр. 215) и плотность орошения выбирают с таким расчетом, чтобы получить достаточно высокое значение коэффициента При этом можно пользоваться графиками и зависимостями, приведенными на стр. 446 сл. [c.486]

В обычных случаях, особенно при абсорбции из газов невысокой концентрации, отношение Vyg lVp невелико (0,0005—0,005). При малых Уж/V r некоторые типы аппаратов мало пригодны. Так, насадочные абсорберы не могут удовлетворительно работать при низких плотностях орошения (ниже 5—6 м ч), что затрудняет их применение при значениях V /V r, меньших 0,0015—0,0025. В этом случае для повышения плотности орошения приходится прибегать к рециркуляции жидкости, что обычно невыгодно (см. стр. 215 сл.) и вызывает дополнительные расходы на ее перекачку. [c.654]

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 конструировании насадочных абсорберов очень важно предусмотреть равномерное по всему сечению аппарата орошение насадки жидкостью. Наиболее надежным в этом отношении является установка в абсорбере решеток, как показано на рис. 331. [c.488]

Если не считать описываемого выше факта лишь частичного подчинения теоретическому анализу, шариковый абсорбер сопоставим с дисковой колонной с точки зрения возможности его использования в качестве модели насадочных абсорберов. Для ряда из 15 шаров значения достигали 4-10" см сек при расходе жидкости 8 см 1сек. [c.178]

Аналитический синтез оптимального регулятора. Часто в таких процессах, как водная очистка синтез—газа от двуокиси углерода, очистка газов от аммиака, улавливание хвостовых газов и т. п., основное требование к промышленному абсорберу состоит в том, чтобы концентрация абсорбируемого компонента в газовой фазе на выходе из аппарата не превышала заданной величины у г/,д. Если входные возмущения по составу фаз таковы, что концентрация абсорбируемого компонента не выходит за допустимые границы на выходе из аппарата (что можно наблюдать особенно при больших плотностях орошения), а наиболее опасными являются возмущения по расходу газовой фазы, то сформулированный выше вывод относительно управляемости каналов насадочного абсорбера находит эффективную практическую реализацию. Действительно, сведем задачу регулирования выходной концентрации по каналу массообмена к эквивалентной задаче по каналу гидродинамики. При заданных нагрузках на аппарат и фиксированном диапазоне допустимых концентраций на выходе всегда можно рассчитать соответствующий этим условиям перепад давления на колонне ДРзд [55]. Пусть система регулирования выходной концентрации предусматривает функциональный блок, в задачу которого входит вычисление с каждым новым скачком по расходу газа того перепада давления, который соответствует новой нагрузке по газу и заданной концентрации на выходе. При этом задача регулирования состава газа на выходе из аппарата сводится к поиску такого управляющего воздействия по расходу жидкости Ь, которое после каждого нового скачка по расходу газа С приводило бы фактический перепад давления ДР к рассчитанному для новых условий перепаду давления ДРзд. [c.428]

Дисковая колонна первоначально предназначалась для исследования массопередачн 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 жидкости так же, как и при перетекании с одного элемента насадки на другой. [c.164]

Внутри цилиндра вращается горизонтальный вал 3 с закрепленными на нем дисками 4. Поверхность дисков, выступающая над зеркалом жидкости, покрыта жидкой пленкой на поверхности этой пленки и происходит абсорбция. Окружная скорость вращения дисков (0,2—0,3 м1сек) того же порядка, что и скорость течения пленки в пленочных и насадочных абсорберах. [c.371]

Унос жидкости с газом в насадочных абсорберах изучен мало. Можно предполагать, что унос возникает в результате того, что газ срывает с поверхности жидкости капли, которые частично задерживаются в верхних слоях насадки, а частью уносятся с газом. Унос брызг может также возникать в наднасадочном пространстве в результате воздействия газа на струи жидкости, вытекающей из оросительного устройства. В частности, значительный унос наблюдается (особенно при повышенных скоростях газа) [c.436]

Отношение AP/jVor для одного и того же аппарата может изменяться в довольно широких пределах, так как зависит от соотношения между сопротивлениями газовой и жидкой фаз. Для хорошо растворимых газов отношение АР/Л/ог в насадочных, пленочных (трубчатых и с листовой насадкой) и распыливающих (форсуночных) аппаратах составляет примерно 20—50 н/м , а для барботажных — от 100 до 400 н/м . Поэтому сопротивление барботажных аппаратов обычно значительно превышает сопротивление насадочных и последние, если требуется низкое сопротивление, вообще говоря предпочтительнее. Однако, когда из-за низкого отношения V IVt или необходимости отвода тепла насадочные абсорберы долж ы работать с рециркуляцией жидкости, надо учитывать расход энергии не только на перемещение газа, но и на перекачку жидкости в этом случае по общему расходу энергии барботажные и насадочные абсорберы примерно равноценны. [c.656]

Время пребывания жидкости определяется ее количеством, находящимся в аппарате. Это количество (и, следовательно, время пребывания) о пленочных и распыливающих абсорберах мало. В насадочных абсорберах находится тем более жидкости, чем мельче насадка (см. стр. 405). В барботажных абсорберах количество находящейся жидкости сильно зависит от типа тарелки оно мало на про вальных тарелках и на тарелках с однонаправленным движением и достигает значительной величины в аппаратах с сплош- [c.657]

Рассчитать насадочный абсорбер (насадка—кольца размером 50 мм внавал) для поглощения НС1 водой. Количество поступающего газа 0,1512 кмоль сек (12000 м ч при О °С и 1 бар), его температура /,=70 °С, давление 1 бар. Содержание НС1 в поступающем газе уд = 0,24 (K j =0,316). Исходный газ не содержит водяных паров ( i=i i = 0). Концентрация получаемой соляной кислоты Xj = 0,161 (28 вес. %). Степень извлечения НС1 из газа 95%. Объемные коэффициенты массопередачи при поглощении хлористого водорода Кд=0,0438 кл10ль-л1 -сек 1 при испарении воды /( =0,05клголб-лг -се/с"1. Объемный коэффициент теплоотдачи от газа к жидкости а=1,3 нет-м - град -. Температура поступающей на абсорбцию воды 02 = 50 С. [c.732]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология