Распыливающие абсорберы

В абсорберах этого типа тесный контакт между фазами достигается путем распиливания или разбрызгивания различными способами жид­кости в газовом потоке.

Полый распиливающий абсорбер (рис. XIV-24) представляет собой колонну, в верхней части корпуса 1 которой имеются форсунки 2 для распиливания жидкости (главным образом механические). В распилива­ющих абсорберах объемные коэффициенты массопередачи быстро сни­жаются по мере удаления от форсунок вследствие коалесценции капель и уменьшения поверхности фазового контакта. Поэтому оросители (фор­сунки) в этих аппаратах обычно устанавливают на нескольких уровнях.

К достоинствам полых распиливающих абсорберов относятся: про­стота устройства, низкое гидравлическое сопротивление, возможность работы с загрязненными газами, легкость осмотра, очистки и ремонта. Недостатки этих аппаратов: невысокая эффективность, значительный расход энергии на распиливание жидкости, трудность работы с загрязнен­ными жидкостями, необходимость подачи больших количеств абсорбента для увеличения количества капель и соответственно — поверхности кон­такта фаз, низкие допустимые скорости газа, значения которых ограни­чены уносом капель жидкости.

Распыливающие абсорберы применяются главным образом для погло­щения хорошо растворимых газов, так как вследствие высокой относи­тельной скорости фаз и турбулизации газового потока коэффициенты массоотдачи в газовой фазе (b_г) в этих аппаратах достаточно высоки.

Значительно более эффективными аппаратами являются прямоточные распыливающие абсорберы, в которых распыленная жидкость захваты­вается и уносится газовым потоком, движущимся с большой скоростью (20-30 м/сек и более), а затем отделяется от газа в сепарационной камере. К аппаратам такого типа относится абсорбер Вентури (рис. XIV-25), основной частью которого является труба Вентури. Жидкость поступает в конфузор 1 трубы, течет в виде пленки и в горловине 2 распыливается газовым потоком. Далее жидкость выно­сится газом в диффузор 3, в котором постепенно снижается скорость газа, и кинетическая энергия газового потока переходит в энергию давления с минимальными потерями. Сепарация капель происходит в камере 4.

К распыливающим относятся также механические абсор­беры, 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.

На рис. XIV-26 представлена схема роторного центробежного абсор­бера с вертикальным вращающимся валом. В этом аппарате вращающиеся тарелки 1, укрепленные на валу, чередуются с неподвижными тарелками 2, которые крепятся к кор­пусу колонны. Тарелки 1 снабжены кольцевыми вертикальными рёбрами 3, а тарелки 2 — коаксиальными ребрами. При таком устройстве между вращающимися и неподвижными тарелками образуются кольцевые каналы. Жидкость поступает в центральную часть ко­лонны и под действием центробежной силы разбрызгивается кромкой вращающегося реб­ра. Капли пролетают пространство, заполнен­ное газом, и ударяются о стенку соответст­вующего ребра неподвижной тарелки. Таким образом, при движении жидкости от центра к периферии тарелки происходит много­кратное контактирование фаз.

Механические абсорберы компакт­нее и эффективнее распыливающих абсорберов других типов. Однако они значительно сложнее по устройству и требуют больших затрат энергии на осуществление процесса. Во многих случаях в системах газ—жидкость для диспергирования одной фазы в другой оказывается достаточным использование энергии потока газа, взаимодействующего с жидкостью, и подвод внешней энер­гии для этой цели нецелесообразен.