Известно большое число конструкций механических распыливающих абсорберов. Во многих из них достигается высокая эффективность при небольших габаритах. Это обстоятельство, а также низкое гидравлическое сопротивление привлекают внимание исследователей к рассматриваемому типу абсорберов. Однако из-за сложности конструкции, наличие вращающихся частей и значительного расхода энергии механические абсорберы нашли ограниченное применение.
Абсорберы с вертикальным валом.
Центробежный полый абсорбер с многодисковым разбрызгивателем.
Этот абсорбер представляет собой видоизмененную конструкцию циклонного скруббера, отличающуюся тем, что жидкость распыливается не форсунками, а механическим вращающимся устройством. Конструкция такого абсорбера, разработанная Хохловым, показана на рис. 6-12. Распыление жидкости производится устройством 1, состоящим из ряда расположенных друг над другом вращающихся дисков с уменьшающимся книзу диаметром. Капли жидкости, слетающие с дисков, движутся в горизонтальном направлении и, ударяясь об отражательные кольца 2, разбиваются на мелкие брызги. В колонн0е капли движутся по винтовой линии, причем вращательное движение затухает по мере движения капель вниз (угол наклона винтовой линии увеличивается).
Гидроаэродинамические испытания опытного абсорбера диаметром 1,2 м осуществлены при частоте вращения дисков 1000-3500 об/мин, плотностью орошения 0.5-3 м/ч и при веденной скорости газа 0,03-0,1 м/c. В том же опытном абсорбере проведены опыты по абсорбции NH3 и CO2 водой. С увеличением частоты вращения дисков до 1500 об/мин коэффициент массопередачи быстро возрастает, после чего сохраняет примерно постоянное значение. При n=1500 об/мин объемный коэффициент массопередачи Кrv при абсорбции NH3 составляет 1600 ч-1 (скорость газа 0,055 м/с; плотность орошения 1,1 м/ч). При абсорбции СО2 (скорость газа 0,017 м/с; плотность орошения 1,1 м/ч) величина Кжv=90 ч-1.
На основе описанных опытов предложены формулы для расчета массоотдачи в газовой и жидкой фазах.
Абсорбер с вращающемся погружным конусом.
Типичным аппаратом этого типа является абсорбер Фельда (рис. 6-13, а). Внутри цилиндрического кожуха 1 расположено по высоте несколько тарелок 2, заполненных жидкостью.
На валу 5 закреплены вращающиеся вместе с ним конуса 4. Нижние края конусов погружены в находящуюся на тарелках жидкость. При вращении вала жидкость поднимается по конусам и под действием центробежной силы сбрасывается сих верхних обрезов, образуя факел разрыва.
Такие абсорбы применяют в коксохимической промышленности, а также при охлаждении и очистке газов (1).
Разновидностью абсорберов с вращающимся погруженным конусом является показанная на рис. 6-13, б ротационный аппарат Сафина. Ротор состоит из конуса-питателя 6 и концентрических колец 7. Нижний край конуса питателя погружен в жидкость находящуюся в кольцевом желобе 8. Разбрызгиваемая конусом-питателем жидкость собирается на внутренней поверхности первого от центра кольца (коническая отбортовка колец препятствует стеканию жидкости вниз), разбрызгивается с его верхнего края на второе кольцо и т.д. жидкость, разбрызгиваемая с наружного кольца, собирается в периферийном желобе 9 и по перетокам 10 стекает в желоб 8
Абсорбер с вращающимся перфорированным цилиндром.
В нескольких работах изучался аппарат с распылителем, выполненном в виде перфорированного цилиндра (на подобие корзины центрифуги). Вытекающие из отверстия в центре струи жидкости при определенной относительной скорости под действием потока газа расплющиваются в пленку, которая и распадается на капли.
Такого типа распылители дают полидисперсный распыл. Холин с сотр. применили так называемый веерный распылитель, в котором отверстия имеют большой диаметр (15 мм и более), а снаружи цилиндра на выходе из отверстий укреплены продольные отражательные пластины. Струи жидкости при движении по этим пластинам растягиваются в тонкие пленки одинаковой толщины. В результате дробления пленок образуется монодисперсный распыл с диаметром капли порядка 100 мкм. Авторы полагают, что равномерность распыления сводит к минимуму, брызгоунос и позволяет работать с большими скоростями газа. В указанной работе приводятся данные испытания опытного аппарата в процессе абсорбции фтористых соединений.
Механические абсорберы с горизонтальным валом.
Абсорбер с разбрызгивающими валками.
Основным рабочим органом этих абсорберов является горизонтальный вал, на котором закреплены лопасти (рис. 6-14) или диски (рис. 6-15). Лопасти или диски слегка погружены в жидкость; при вращении они захватывают жидкость и разбрызгивают ее, образуя факел расплыва, форма которого показана на рис. 6-14 и 6-15.
Разбрызгивающие валки устанавливают в камерах так, что газ движется перпендикулярно (рис.6-14) или параллельно (рис. 6-15) осям валков. При этом по ходу движения газа размещают перегородки. Движение газа параллельно оси валков применяется в абсорберах с двумя валками, а перпендикулярно движение - при числе валков два и более.
Абсорберы с разбрызгивающими валками используют для поглощения SiF4 (выделяющегося при производстве фосфата) водой с получением кремнефтористоводородной кислоты. В этом процессе абсорбция сопровождается выделением твердой фазы (SiO2), что затрудняет применение некоторых типов аппаратов, например насадочных абсорберов.
Горизонтальный одноваловый абсорбер.
Конструкция этого абсорбера разработана Ганзом. Абсорбер близок к устройству к показанному на рис. 6-17а, но скорость вращения вала больше. Диски имеют диаметр, составляющий примерно 0,9 от диаметра аппарата. По периферии диски надрезаны на 1/3 диаметра, и концы их загнуты в виде лопаток (рис. 6-16). На поверхности дисков сделаны отверстия для прохода газа.
Центробежные абсорберы.
В ряде работ исследован центробежный абсорбер, показанный на рис. 6-17. на валу 1 укреплен ротор 2 с кольцами 3 между которыми расположены неподвижные кольца 4 статора.
При вращении ротора жидкость поднимается по внутренней поверхности колец 3 и под действием центробежной силы разбрызгивается с их верхних обрезов. Распыленная жидкость ударяется о неподвижные кольца 4 и стекает в ротор, после чего распыливается на следующем (считая от центра) кольце 3. Газ движется в направлении, указанном стрелками в зазорах между вращающимися и неподвижными кольцами (противотоком, как изображено на рисунке, или прямотоком), пересекая при этом факел распыленной жидкости.
Поскольку центробежная сила в рассматриваемых аппаратах во много раз превышает силу тяжести, они могут работать и при горизонтальном положении вала. Горизонтальный центробежный абсорбер с прикрепленным к ротору статором (диметр ротора 305 мм) испытан для случая абсорбции СО2, NH3 и ацетона водой при частоте вращения от 680 до 3120 об/мин.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему