Поверхность контакта фаз в абсорберах

Абсорбция — это процесс поглощения газа или пара жидким поглотителем (абсорбентом), абсорбер — аппарат, в котором этот процесс происходит. Наиболее широко для абсорбции применяют насадочные колонны. Это полые цилиндрические аппараты, в которые загружают насадочные тела различной формы, обеспечивающие развитую поверхность контакта между жидкостью и газом. Газ подводят снизу под слой насадки, а жидкость подается на насадку. [c.107]

В системе I (газ + газ) проводят высокотемпературные химические процессы, для которых применяют змеевиковые 2 и контактные аппараты 1 и конвертеры различных систем, а также процессы газоочистки, для которых используют газоочистительные аппараты 3. В системе И (газ-f жидкость) производят ректификацию, абсорбцию, мокрую газоочистку, а также многие химические реакции. Прн этом применяют колонные 4 и башенные аппараты с устройствами, обеспечивающими хороший контакт между жидкостью и газом. Для газов, хорошо растворимых в жидкости, когда достаточна небольшая поверхность контакта, процесс проводят в простейших аппаратах барботажного типа 5 или в поверхностных абсорберах 6. В системе III (жидкость + жидкость) осуществляют физико-химические и различные химические процессы. Для этого применяют емкостные аппараты с мешалками 7 или без них и аппараты змеевикового типа 8. Для обработки взаимно нерастворимых жидкостей с различным удельным весом иногда используют аппараты колонного типа с противоточным движением жидкостей. Сепарацию проводят в сепараторах центробежного типа 9. [c.5]

Исходя из этого становится возможным проводить расчет промышленных абсорберов на основе результатов лабораторных исследований, если для промышленного аппарата известны значения и величины поверхности контакта фаз, а в лабораторной модели с известной величиной межфазной поверхности обеспечивается то же самое значение k . [c.175]

Реакционные аппараты колонного типа с насадкой или тарелками. В качестве газожидкостных реакторов часто применяют насадочные или тарельчатые колонны, используемые для процессов абсорбции. Если жидкость является катализатором, эти аппараты отличаются от абсорберов тем, что жидкость циркулирует в системе по замкнутому контуру. Насадочные колонны просты по устройству и обеспечивают большую поверхность контакта реагирующих газа и жидкости даже в небольшом объеме. Жидкость стекает по поверхности насадки в виде тонкой пленки, а газ движется противотоком. Их гидравлическое сопротивление невелико и, следовательно, расход энергии на перемеш,ение газов незначителен. Колонны изготовляют обычно из стали с дополнительным покрытием из материала, стойкого к коррозионному действию рабочей среды. Применяют также колонны из чугуна, керамики (в производстве серной кислоты), футерованные графитом или кислотоупорным кирпичом. [c.272]

В поверхностных абсорберах поверхностью контакта фаз является зеркало жидкости или поверхность стекающей пленки (пленочные абсорберы). К этой группе относятся аппараты со свободной поверхностью насадочные с насыпной и регулярной насадкой пленочные, в которых пленка образуется при гравитационном стекании жидкости внутри вертикальных труб или на поверхности листов механические пленочные с пленкой, формирующейся под действием центробежных сил. [c.215]

В барботажных абсорберах поверхность контакта развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырей и струй. К этой группе относятся аппараты со сплошным барботажным слоем с непрерывным контактом между фазами, тарельчатого типа, с подвижной (плавающей) насадкой, с механическим перемешиванием жидкости. [c.215]

В распыливающих абсорберах поверхность контакта образуется путем распыления жидкости на мелкие капли. К этой группе относятся аппараты полые форсуночные, с распылением за счет энергии жидкости, скоростные прямоточные с распылением абсорбента за счет кинетической энергии движущегося с большой скоростью газового потока, механические с распылением жидкости быстро вращающимися элементами. [c.215]

По уравнению (8. 1) рассчитывают также основные размеры абсорберов (десорберов) и других типов, имеющих определенную фиксированную поверхность контакта фаз. [c.244]

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]

Поверхностные абсорберы (рис. 96, а) обычно выполняют из керамики и используют при выделении растворимых компонентов и одновременном отводе тепла их применяют ограниченно. Пленочные абсорберы (рис. 96, б) работают при прямотоке и противотоке газа и жидкости. Жидкость подается сверху, распределяется по трубам или вертикальным пластинам и стекает вниз тонкой пленкой. Пленочные абсорберы отличаются малым гидравлическим сопротивлением (при нисходящей пленке) и значительной поверхностью контакта фаз. В этих абсорберах довольно удобно отводить выделяющееся тепло. [c.339]

В распылительных абсорберах поверхность контакта фаз образуется при распыливании жидкости в газе на мелкие капли. В этих абсорберах распыливание жидкости производится либо форсунками, либо за счет кинетической энергии движу- [c.339]

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]

Как указывалось в главе X, при отсутствии данных о поверхности контакта фаз высота абсорбера может быть найдена другими способами, например через объемные коэффициенты массопередачи или число единиц переноса [уравнение (X,60)]. [c.459]

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]

Это наблюдается, в частности, когда истинная поверхность контакта фаз неизвестна и коэффициенты массоотдачи относят к некоторой условной поверхности (например, в насадочных абсорберах к геометрической поверхности насадки,в барботажных абсорберах к площади тарелки). Если можно выделить влияние второй фазы на величину истинной поверхности контакта, то коэффициент массоотдачи становится не зависящим от гидродинамики и свойств этой фазы. Таким образом, влияние второй фазы оказывается косвенным. [c.123]

Ряд исследований показывает [129, 130[, что скорость окисления N0 значительно повышается в аппаратах с высокоразвитой поверхностью контакта фаз, например в барботажных и механических абсорберах. Это объясняется, по-видимому, тем, что окисление происходит не только в газовой, но и в жидкой фазе в результате поглощения N0 и Оа. Имеются указания [130], что ускорение окисления может происходить и в пограничной зоне газовой фазы. [c.154]

Пз изложенного видно, что в настоящее время нельзя еще рекомендовать общего надежного метода расчета абсорберов для хемосорбционных процессов на основе лабораторных данных. Такой расчет применим лишь в тех случаях, когда можно предполагать, что активная поверхность контакта при физической абсорбции и хемосорбции одинакова или если активная поверхность известна для обоих этих процессов. Мы полагаем, что для развития моделирования хемосорбции требуется прежде всего углубление познаний о величине активной поверхности контакта. [c.177]

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]

В данном разделе рассмотрены режимы барботажа, структура барботажного слоя, гидравлическое сопротивление тарелок и приведены данные по гидродинамике отдельных типов тарелок. Далее рассмотрены гидравлика течения жидкости по тарелкам, перемешивание в барботажных абсорберах, унос жидкости и поверхность контакта фаз. [c.511]

При недостаточном погружении колпачков в жидкость (например, при очень малых нагрузках по жидкости) газ может проходить частично через сухую прорезь при этом развиваемая поверхность контакта и эффективность тарелки малы. При очень больших нагрузках по жидкости вследствие значительного гидравлического градиента (стр. 548) газ неравномерно распределяется по отдельным рядам колпачков и тарелка работает неравномерно при дальнейшем увеличении нагрузки по жидкости она начинает перетекать через газовые патрубки. В случае больших нагрузок по газу и жидкости (особенно при небольшом расстоянии между тарелками) абсорбер захлебывается в результате переполнения жидкостью переливного устройства (см. стр. 593). [c.525]

Изучение массопередачи в барботажных абсорберах осложнено тем, что поверхность контакта между фазами может значительно изменяться в зависимости от гидродинамических условий, в частности от скорости газа и плотности орошения. При этом трудно установить влияние указанных факторов в отдельности на поверхность контакта и на коэффициент массопередачи. [c.563]

При выводе описанных уравнений исходили из коэффициентов массоотдачи отнесенных к единице площади тарелки. Исследования по определению поверхности контакта фаз в барботажных аппаратах (стр. 559 сл.) дают возможность найти истинные значения коэффициентов массоотдачи р. Можно ожидать, что по мере развития методов определения поверхности контакта и установления ее зависимости от различных факторов анализ массопередачи в барботажных абсорберах будут проводить именно этим способом. [c.568]

Поверхность контакта фаз. Эта поверхность в абсорберах с механическим перемешиванием, как и в других барботажных аппаратах, определяется размером пузырьков и газосодержанием [2 4—2161. [c.604]

Влияние различных факторов на массопередачу в полых распыливающих абсорберах. Объемный коэффициент массопередачи в полых абсорберах зависит от величины поверхностного коэффициента, определяемого массопередачей для капель, и от поверхности контакта, рассчитываемой по уравнению (УП1-7). [c.627]

В этих опытах составлял 300—1500 кмоль-м -ч -бар , а Ржо—от 150 до 800 Ориентировочный расчет поверхности контакта фаз показал, что поверхностный коэффициент Р = = 1,3—2,5 кмоль-ч -бар , т. е. он примерно того же порядка, что и в насадочных абсорберах. Поэтому можно предполагать, что интенсификация процесса достигается за счет развития поверхности контакта фаз. [c.637]

Однако для расчетных целей при отсутствии части или всей требуемой информации может быть использован и другой подход, который часто оказывается менее трудоемким в смысле затраты времени, чем тщательный анализ всех деталей абсорбционного процесса. Коэффициент ускорения Е или удельная скорость абсорбции 7 зависят от состава раствора и газа и от величины Если использовать лабораторную модель абсорбера с известной поверхностью контакта фаз, в которой значение коэффициента физической массоотдачи таково же, что и в проект Груемой колонне, то можно определить значения Е или / , соответствующие составам жидкости и газа в различных точках проектируемого аппарата, и подставить их затем в уравнение (VIII,33) или (VIII,32). Использование лабораторных моделей для этой цели обсуждается в главе VII. [c.192]

Для абсорбции этилена и пропилена серной кислотой применяют аппараты двух типов. Первый из них (рис. 63, а) является горизонтальным абсорбером с мешалкой, на валу которой укреплено большое число дисков. Внутреннее пространство абсорбера примерно на /з заполнено серной кислотой, которая при вращении дисков образует туман, что повышает поверхность контакта фаз. Тепло реакции снимается водой, циркулирующей в рубашке. Этот аппарат работает периодически, но применение каскада из нескольких аб орберов позволяет перейти на непрерывный процесс. [c.189]

В Западной Европе широкое распространение получили распыливающие абсорберы [38]. Распыление гликоля производится в аппарате, диаметр которого близок к диаметру подводящего газопровода. Эффективность процесса определяется степенью распыления раствора, осуществляемого спе циальны-ми форсунками. Распыленная жидкость создает большую поверхность контакта фаз, а большие скорости газа (1-10 м/с) обеспечивают интенсивный массообмен и хорошее распределение частиц в потоке. Наилучший массообмен происходит при высоких относительных скоростях газа и капель, что достигается путем впрыска гликоля навстречу газовому потоку. Пределом дробления частиц жидкости является образование тумана, выделение частиц которого лимитируется существующими конструкциями сепараторов. [c.86]

Высота насадки абсорбера может быть найдена также при помогци основною уравнения абсорбции (8. 1) путем вычисления необходимой поверхности контакта Р. Как это следует из уравнения (8. 1), поверхность контакта между газовой и жид1Сой фазами, примерно совпадающая с поверхностью пасадки в абсорбере, мо/кет быть определена из следующего уравнения [c.232]

Для насадочных абсорберов и десорберов основные размеры могут быть найдены или путем определения числа теоретических тарелок и высоты, эквивалентной одной теоретической тарелке, или путем вычисления поверхности контакта фаз с использованием основного уравнения абсорбции (8. 1). Выбор диаметра и высоты такого аппарата и гидравлический расчет, включающий обоснование гидродинамического режима и определение потери напора, осуществляются с использованием расчетных уравпепий, подробно рассмотренных в 5 седьмой глапы. [c.244]

Пленочные абсорберы. Эти аппараты более эффективны н екомпактны, чем поверхностные абсорберы. В пленочных абсорберах поверхностью контакта фаз является поверхность текущей пленки жидкости. Различают следующие разновидности аппаратов данного типа 1) трубчатые абсор- [c.442]

К распыливающнм относятся также механические абсорбер ы, в которых разбрызгивание жидкости производится с помощью вращающихся устройств, т, е. с подводом внешней энергии для образования возможно большей поверхности контакта фаз между газом и жидкостью. [c.457]

В барботажных абсорберах процесс осуществляют обычно прн скоростях газа, значительно превышающих скорость свободного всплывания пузырька. При этом поверхностью контакта фаз является как поверхность газовых струй, которые проходят через барботажный слой, не разбиваясь в нем на отдельные пузырьки, так и поверхность капель, обра--зующихся над этим слоем при разрушении пузырьков. Определение поверхности струй и капель затруднительно. Кроме того, при измерении диаметра пузырька возникают трудности, связанные с усреднением замеренных значений и получением достаточно точных величин р- Некоторые данные о поверхности контакта фаз приводятся в специальной литературе . [c.465]

Высота абсорберов. Рабочую высоту Я (расстояние между крайними тарелками) барботажного абсорбера находят методами, указанными в главе X. При расчете Н ло уравнению массопередачи коэффициент массопередачи определяется с помощью уравнения (Х,47) или (Х,48). Так как расчет поверхности контакта фаз на тарелке затруднителен, при обработке опытных данных по массопередаче в тарельчатых аппаратах коэффициенты массоотдачи относят чаще всего к сечению 5,, тарелки (точно определяемая величина), либо к объему пеиы V,, -= Лгж т или жидкости на тарелке Уд — /1 5 (где и /г — высота пены и слоя жидкости на тарелке). [c.465]

За годы, прошедшие после выхода в свет моей книги Абсорбционные процессы в химической промышленности (Госхимиздат, 1951), теория и практика абсорбции газов получили дальнейшее развитие. Значительно увеличились производительность абсорберов и интенсивность их работы, внедрены или испытаны многие новые типы абсорбционных аппаратов. Проведены исследования, связанные с определением поверхности контакта и анализом массопередачн в абсорберах, а также с их гидродинамикой и некоторыми другими вопросами. В результате установлен ряд закономерностей, которые могут быть использованы при решении инженерных задач. [c.7]

Рассмотренные методы второй группы пригодны лишь в том случае, если не зависит от Rep. Независимость от Rep характерна для аппаратов с фиксированной поверхностью массопе-редачи (трубки с орошаемыми стенками, дисковые и шариковые колонны) или для аппаратов, в которых поверхность массопере-дачи не зависит от скорости газа (насадочные абсорберы при режимах ниже точки подвисания). В таких аппаратах, как барботажные абсорберы, поверхность массопередачн определяется скоростью газа, ОТ которой зависит и , отнесенный к условной поверхности контакта. [c.170]

Барабанный абсорбер. Некоторое применение имеют барабанные абсорберы, представляющие собой горизонтальные цилиндрические аппараты. Жидкость движется через такой цилиндр. Газ поступает с большой скоростью (до 35—55 м1сек) через опущенную в жидкость барботажную трубу. При этом жидкость оттесняется газом от трубы и на поверхности жидкости образуется воронка, с поверхности которой газом срываются капли. Поверхность контакта, образуемая в основном каплями и брызгами, заполняющими значительную часть газового объема аппарата, велика. Недостаток абсорбера—высокое гидравлическое сопротивление. [c.498]

Более общие зависимости для массопередачи в абсорберах с механическим перемешиванием могут быть получены на основе измерений поверхности контакта и определения коэффициентов массоотдачи, отнесенных к единице поверхности. Колдербанк [148] изучал абсорбцию и десорбцию различных газов (62, СО2, С2Н4 и др.) в разных жидкостях (вода, растворы глицерина и гликоля). Опыты показали, что коэффициент массоотдачи р при диаметре пузырьков от 2 до 5 мм не зависит от интенсивности перемешивания и размеров пузырька, причем [c.607]

Большое число работ посвящено исследованию массоотдачи для одиночных капель, образуюш,ихся при исгечении жидкости из капилляров. В результате этих исследований получены значения коэффициентов массоотдачи, отнесенные к единице поверхности капли. При применении их для расчета распыливаюш,их абсорберов необходимо определить удельную поверхность контакта по формуле (Vni-7), что связано с известными трудностями. Кроме того, в промышленных абсорберах условия массопередачи существенно отличаются от условий при падении одиночных капель. Однако данные по массоотдаче для одиночных капель представляют известный интерес, тем более что имеется очень мало исследований в условиях, близких к условиям работы промышленных распыливающих абсорберов. [c.624]

Массопередачу в центробежных абсорберах изучали при поглощении СОа раствором моноэтаноламина [59—62], а также при поглощении NHg, СН3СОСН3 и jHgOH водой и десорбции СОз из воды [63]. Значения объемных коэффициентов массопередачи /С , отнесенному к рабочему объему аппарата, при абсорбции NHg водой в аппарате с диаметром ротора 0,16 м [57] составили 350—1500 кмоль- м бар , причем Kpv повышается с увеличением W, L W. п. Повышение Kpv с возрастанием L и п объясняется увеличением при этом поверхности контакта. [c.647]

Уравнение (XI-15) было составлено для ступени с полным перемешиванием жидкости. Для абсорберов с непрерывным контактом это уравнение можно применить к элементарному объему аппарата с поверхностью контакта dF, причем в общем случае надо учитывать емкость по газу. Если на единицу поверхности контакта в аппарате находится кмоль газа и у кмоль жидкости, то количество компонента, передаваемого за элемент времени dQ из газовой фазы в жидкую, будет Ку у—y )dFdQ, а величины [c.697]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология