Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
Насадочні абсорбери найбільш поширені в промисловості. Це — колони, заповнені насадкою (див. рис. 7). Для кращого змочування в колонах великого діаметра насадку укладають секціями в два-три метри заввишки і під кожною секцією встановлюють перерозподіль-ник рідини. В промисловості застосовують різні за формою і розміром насадки (рис. 69). Насадки виготовляють з кераміки, фарфору, сталі, пластмас, коксу, кварцю та інших матеріалів, вибір яких залежить
від величини питомої поверхні насадки, змочуваності і корозійної стійкості. Найбільш поширена насадка з кілець Рашіга — тонкостінних керамічних стаканів без дна. Кільця малих розмірів засипають навалом. Великі кільця, розміром не менш як 50 X 50 мм, укладають правильними, трохи зсунутими один до одного рядами (рис. 69, б). Для забруднених рідин застосовують абсорбери з «плаваючою» насадкою, виготовленою з порожнистих пластмасових куль, в яких швидкість руху газів більша, ніж в абсорберах з нерухомою насадкою.
Барботажні (тарілчасті) „абсорбент — це вертикальні колони, в яких на певній віддалі одна від одної встановлено горизонтальні перегородки — тарілки. З їх допомогою здійснюється спрямований рух фаз і багаторазова взаємодія рідини і газу. За способом зливу рідини з тарілок барботажні абсорбери поділяють на колони з тарілками зі зливними трубами і з тарілками без зливних труб.
У тарілчастих колонах зі зливними трубами рідина з тарілки на тарілку переливається по зливних трубах, нижні кінці яких занурено в стакани (заглиблення) на нижніх тарілках, утворюючи гідравлічний затвір. До барботажних колон зі зливними трубами відносять сітчасті, ковпачкові, клапанні, баластні, пластинчаті та інші пристрої. Принцип роботи колон такого типу схематично зображено на рис. 8. Газ проходить через отвори в тарілках і розподіляється в рідині у вигляді бульбашок і струмків. Газ повинен рухатись з певною швидкістю, щоб створювати достатній тиск, який зможе переборювати тиск рідини на тарілках і запобігати витіканню рідини через отвори тарілок. Сітчасті тарілки мають досить просту будову, зручні в роботі і високоефективні. Різновидністю абсорберів з сітчастими тарілками є так звані пінні абсорбери, тарілки яких відрізняються від сітчастих конструкцією переливної частини (рис. 10). Менш чутливі до забруднень і довше працюють без ремонту колони з ковпачковими тарілками (рис. 9).
У колонах з тарілками без зливних труб газ і рідина проходять через ті самі отвори і щілини. З тарілки, де газ барботується, рідина частково стікає на нижню тарілку. Відбувається наче «провалювання» рідини, тому тарілки такого типу називаються провальними. До них відносять дірчасті, ґратчасті, трубчасті і хвилясті тарілки. Всі вони дешеві, мають просту будову, малий гідравлічний опір.
Десорбція — виділення газу з поглинача (абсорбента) проводиться для того, щоб добути його в чистому вигляді і для регенерації абсорбента. Десорбцію газу здійснюють відгонкою його в струмені інертного газу або водяної пари, нагріваючи абсорбент та знижуючи тиск над абсорбентом.
Схема абсорбційних установок. Промислові схеми абсорбційних установок бувають протитечійні, прямоточні, одноступеневі з рециркуляцією і багатоступеневі з рециркуляцією. Останнє означає, що частина рідини відбирається знизу колони як кінцевий продукт, а решта повертається за допомогою насоса в колону. На рис. 70 подано схему абсорбційної установки з рециркуляцією рідини і десорбцією газу, яка широко використовується в промисловості. Насичений погли-
)ДесорЬ~оіашй газ
Рис. 70. Схема абсорбційної установки з рециркуляцією рідини та десорбцією газу.
нутим компонентом абсорбент з останнього по ходу рідини абсорбера 1 зливається в збірник 2, звідки насосом 5 через теплообмінник 6 подається в десорбційну колону 7, де звільняється від розчиненого газу. Регенерований поглинач з колони 7 через збірник 3 за допомогою насоса 4 надходить у теплообмінник 6, де віддає тепло рідині, що направляється на десорбцію, і далі через холодильник 8 повертається в цикл зрошення першого по ходу рідини абсорбера.
Адсорбція — це процес поглинання одного або кількох компонентів з газової суміші чи розчину твердою речовиною — адсорбентом. Речовина, що поглинається, називається адсорбатом, або адсорбти-вом. Адсорбовану речовину виділяють з адсорбента десорбцією.
До адсорбції вдаються переважно тоді, коли треба досягти максимального вилучення речовини, концентрація якої дуже мала. Процеси адсорбції широко застосовуються в промисловості для очищення і висушування газів, освітлення розчинів, розділення сумішей газів або парів, зокрема, для вилучення з повітря летких розчинників, для очищення NH3 перед його окисленням, для висушування природного газу, виділення і очищення мономерів, смол, пластичних мас, для вилучення ароматичних вуглеводнів з коксового газу.
Процес адсорбції на відміну від багатьох інших дифузійних процесів відбувається на поверхні твердого пористого тіла — сорбента, де ненасичені поверхневі сили взаємодіють з силовими полями адсорбованих молекул. Відрізняють фізичну і хімічну адсорбцію. Фізична адсорбція зумовлена силами взаємного притягання Ван дер Ваальса. Оборотність фізичної адсорбції дає можливість проводити послідовно адсорбцію і десорбцію. При хімічній адсорбції, або хемосорбції, між молекулами адсорбата і адсорбента виникає хімічний зв'язок. При адсорбції пари внаслідок капілярної конденсації пори адсорбента іноді заповнюються рідиною пари.
