ВОПРОС 5. КОНСТРУКЦИИ АБСОРБЕРОВ

В барботажных абсорберах контакт фаз осуществляется в результате диспергирования газа на струйки и пузырьки, барботирующие, пробулькивающие через слой жидкости.

Наиболее распространенные барботажные абсорберы — тарельчатые вер­тикальные колонны, внутри которых на определенном расстоянии друг от друга по высоте колонны располагаются горизонтальные тарелки, служа­щие для развития поверхности контакта фаз. В тарельчатых колоннах про­цесс массопередачи осуществляется в газожидкостных системах, образуе­мых на тарелках.

Колпачковые, ситчатые, клапанные тарелки снабжены специальными уст­ройствами для перетока жидкости с одной тарелки на другую — сливными трубками, карманами и другими приспособлениями. Нижние концы сливных устройств погружены в жидкость на нижерасположенных тарелках для созда­ния гидрозатвора, предотвращающего прохождение газа через сливное уст­ройство (рис. 6). В тарельчатых абсорберах жидкость подается на верхнюю тарелку, движется вдоль тарелки от одного сливного устройства к другому, пе­ретекает с тарелки на тарелку и удаляется из нижней части абсорбера. Пере­ливные устройства на тарелках располагают таким образом, чтобы жидкость на соседних по высоте аппарата тарелках протекала во взаимно противопо­ложных направлениях. Газ поступает в нижнюю часть абсорбера, проходит через прорези колпачков (отверстия, щели) и затем попадает в слой жидкости на тарелке, высоту которого регулируют размером сливного порога. При этом газ в жидкости распределяется в виде пузырьков и струй, образуя в ней слой пены, в которой собственно и происходит процесс массопереноса.

Рис. 4. Устройство колонны и колпачковых тарелок с капсульными колпачками:

а - колонна с тарелками; б — две соседние тарелки; в — капсульный колпачок; г — формы капсульных колпачков;

1- тарелки; 2 — газовые (паровые) патрубки; 3 — круглые колпачки; 4 — переливные перегородки (или трубы); 5 — гидравлические затворы; 6 — корпус колонны

На рис. 6, б показана регулировка высоты слоя жидкости перелив­ными трубами или перегородками. Иногда переливные трубы устанавливают снаружи колонны. Размеры переливных стоков рассчитывают в зависи­мости от скорости движения в них жидкости. Для обеспечения стока поверхностного слоя пены эту скорость принимают в пределах 0,15...0,20м/с. Во избежание накапливания слоя пены на тарелке периметр перелива верхнего края стока должен быть максимальным.

Образовавшаяся пена нестабильна и при подходе ее к сливному устройству разрушается, а жидкость осветляется. Пройдя через все тарелки, газ уходит из верхней части аппарата. Колонны обычно представляют цельносварной ко­жух или набор царг, соединенных на фланцах. Высота колонны складывается из количества тарелок и расстояния между ними. Диаметр колонны опреде­ляется производительностью по газу. Колонны диаметром от 0,4 до 3,0 м нор­мализованы. Конструкции и устройства тарелок абсорбционных аппаратов, а также способы организации барботажа разнообразны.

В колпачковых тарелках барботаж осуществляется круглыми (капсюль­ными) колпачками. (рис. 5).

Рис. 5. Схема расположения круг­лых колпачков на тарелке:

1 — колпачок, 2 — патрубок, 3 — перелив­ная труба

Колпачки погружены своими нижними обрезами в жидкость и располага­ются над патрубками, через которые проходит газ, барботирующий сквозь слой жидкости. Они расположены равномерно по рабочему сечению тарелки в шахматном порядке. Диаметр капсюльных колпачков невелик (80...150мм), а количество их на тарелке — максимально, что увеличивает периметр бар­ботажа. Поверхностью массоотдачи служит суммарная поверхность раздела фаз. С целью интенсификации процесса следует стремиться к равномерному распределению газа при выходе его из патрубков.

На тарелках из штампованных элементов (рис. 6) направленное дви­жение жидкости достигается вследствие направленного выхода газа из-под колпачков.