Масопередача у розпилюючих абсорберах

Коефіцієнт масоовіддачі у газовій фазі залежить від швидкості газу:

β_г = А w ^0,54

Значення постійної А залежить від типу форсунки і діаметру колони.

Встановлено, що з підвищенням висоти, β_г зменшується.

Залежність від діаметру більш складна:

- при звичайних форсунках коефіцієнт масовіддачі β_г залежить незначно,

- при відбивних форсунках – сильно зростає.

Порожнисті розпилюючі абсорбери відрізняються простотою конструкції і низькою вартістю. Вони мають невеликий гідравлічний опір і можуть застосовуватися при сильно забруднених газах. При використовуванні форсунок відповідної конструкції, порожнисті абсорбери можуть працювати і у разі забруднених рідин.

Основний недолік порожнистих абсорберів - невисока ефективність, обумовлена перемішуванням газу і поганим заповненням об'єму факелом розпиленої рідини. Крім того, витрати енергії на розпилюванні рідини досить високи (до 1 кВт·г на 1 тонну рідини, що розпилюється).

Розпилення рідини форсунками. Для розпилення рідини використовують в основному механічні відцентрові і ударні форсунки. В цих форсунках розпилення відбувається за рахунок енергії рідини, що подається під надлишковим тиском (до 0,3 МПа).

Зі всього різноманіття механічних форсунок в розпилюючих абсорберах, зазвичай використовують типи, що забезпечують надійну роботу при розпилюванні забруднених рідин. Такі форсунки дають грубіше розпилювання, але відсутність вузьких каналів і щілин, характерних для форсунок тонкого розпилювання, забезпечує роботу без забивання твердими включеннями.

У відцентрових форсунках обертання рідини може відбуватися за рахунок:

- її тангенціального введення (рис. 5,а);

- її руху по спіральних каналах (рис. 5,б).

Рис. 5 – Відцентрові форсунки

а – відцентрова форсунка з тангенціальним введенням рідини;

б – відцентрова форсунка з гвинтовим вкладишем

В ударних (відбивних) форсунках, розпилювання відбувається:

- або в результаті удару струменя рідини об перешкоду (рис. 6,а);

- або при взаємному ударі двох рідинних струменів (рис. 6,б).

Рис. 6 – Відбивні форсунки

а – відбивна; б – із взаємним ударом двох струменів

Описані типи форсунок дають порожнистий факел, в якому у периферії створюється максимальна щільність зрошування, а у напрямі до центру вона швидко падає, майже до нуля.

Для отримання суцільного заповненого факелу розпилювання з рівномірною щільністю зрошування, застосовують цельнофакельні форсунки. Така конструкція розподільника дозволяє рівномірно розподілити рідину в об'ємі апарату, включаючи зрошування і центральних областей.

У цельнофакельних форсунках для того, щоб було зрошування і центральної зони колони, рідина ділиться на два потоки: одному потоку дається обертальний рух, а другий спрямовується безпосередньо до вихідного отвору. Перед виходом з цього отвору відбувається зіткнення потоків, що приводить до заповнення і центральної області рідиною.

Форсунки характеризуються:

- продуктивністю;

- кутом конусності факела распилювання;

- розподілом рідини по перетину;

- дисперсністю крапель.

Кут при вершині конуса, утвореного факелом розпилювання, складає залежно від типу форсунки від 55 до 90⁰ при довжині факелу від 0,6 до 1,8 м. Для малов'язких рідин кут конусності факелу не залежить від витрат рідини, а для в'язких рідин - пропорційний витраті і дещо зменшується із зростанням в'язкості.

При розпилюванні рідин форсунками утворюється полідисперсний розпил, що складається з крапель різного діаметру. Розподіл крапель по діаметру має ймовірнісний характер і описується кривою розподілу, яка будується за дослідними даними.

Розпилюючі абсорбери застосовуються головним чином для поглинання добре розчинних газів, оскільки внаслідок високої відносної швидкості фаз і турбулізації газового потоку, коефіцієнти масовіддачі в газовій фазі в цих апаратах досить великі.

Дата добавления: 2015-08-18