Расчет и проектирование абсорбционной установки непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой смеси (воздушной) водой, страница 6

Основные характеристики широко используемых в промышленности насадок — удельная поверхность насадки Fуд23) и порозность εн33) — приведены в учебной и справочной литературе. Значительное многообразие типов и размеров применяемой насадки связано с приоритетом выполнения того или иного требования к ней. Так, если требуется насадка с большой удельной поверхностью контакта, то предпочтительнее мелкая насадка (с (малыми разме­рами элементов насадки). При этом порозность насадки, как правило, меньше и, следовательно, больше ее гидравлическое сопротивление при тех же расходах газовой и жидкой фаз. Если первоочередным требованием к насадке является малое гидравлическое сопротивление, то целесообразно применять насадку с высокой порозностью. Увеличение последней возможно за счет уменьшения толщины элементов насадки (например, толщины стенок колец Рашига) при сохранении габаритных размеров ее элементов.

В ряде случаев на первый план выдвигаются и другие требования к насадке, например ее химическая стойкость по отношению к агрессивному воздействию рабочей среды.

В насадочных абсорберах орошающую жидкость (абсорбент) равномерно распределяют по сечению аппарата с помощью различных оросителей.

 Однако одним из недостатков насадочных абсорберов является неравномерность стекания жид­кости по сечению колонны, обусловленная пристеночным эффектом. По мере движения вниз по аппарату эта неравномерность усиливается (рис. 2.2), и из-за малого потока жидкости в приосевых зонах эффективность абсорбера заметно ухуд­шается. Для уменьшения поперечной неравномерности потока жидкости насадку загружают слоями, а в промежутках между ними размещают перераспределительные устройства, которые собирают жидкость к центру и обеспе­чивают более равномерное орошение насадки по сечению аппарата.

Рисунок 2.2 – Траснсформация эпюры скоростей жидкости по мере стекания ее по насадке с большой высотой слоя

Отличительной особенностью работы насадочных колонн с загрузкой эле­ментов насадки навалом является образование застойных зон — с неподвижной (малоподвижной) жидкостью в местах более плотной упаковки насадки.

Кольца Рашига, Палля, с перегородкой и другие размером более 50 мм иногда размещают правильными рядами со смещением их в соседних рядах; такое рас­положение элементов насадки называется регулярным. К регулярным насадкам относятся также хордовая и блочная.

Хордовая насадка состоит из поставленных на ребро досок , скрепленных штырями и образующих решетку. Решетки укладывают одна на другую с поворотом на 90° или на 45°. Такая кон­струкция позволяет организовать достаточно равномерное пленочное течение по всем элементам насадки. Хордовую насадку изготавливают из графита, пластмасс, металла и чаще всего — из дерева, пропитанного специальными растворами, препятствующими его бы­строму гниению. Во избежание значительного давления на нижние решетки укладку насадки производят ярусами (по 15 — 20 решеток в каждом).

Блочная насадка состоит из пластмассовых или керамических бло­ков, укладываемых регулярно — рядами. Отсутствие специальных устройств для распределения жидкости в каждом нижележащем ряду приводит к значительной неравномерности орошения и низкой ее эффективности. Блочную насадку при­меняют при больших скоростях газового потока и невысоких требованиях к очистке газовой смеси.

Для обеспечения высокой эффективности абсорберов требуются насадки с большой удельной поверхностью (м23). Последняя может быть существенно увеличена при использовании элементов насадки малых размеров. Однако из-за повышенного гидравлического сопротивления абсорбера с такой насадкой газо­вому потоку существенно возрастают затраты энергии на дутье. Поэтому про­блема создания насадки, обладающей высокой эффективностью при низком гидравлическом сопротивлении, и впредь будет оставаться актуальной. К числу таких насадок относятся проволочные спирали (например, диаметром 30 мм из проволоки толщиной 3 мм и расстоянием между спиралями 5 мм), розетки Теллера и металлические сетчатые насадки, в частности насадка "Спрейпак.