Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Казанський державний технологічний університет
Кафедра процесів і апаратів хімічної технології
абсорбер насадок
Пояснювальна записка до курсового проекту
Введення
абсорбції називають процес поглинання газів або парів з газових або паро-газових сумішей рідкими поглиначами (абсорбентами).
При фізичній абсорбції поглинається газ (абсорбтів) не взаємодіє хімічно з абсорбентом. Якщо ж абсорбтів утворює з абсорбентом хімічна сполука, то процес називається хемосорбцией.
Фізична абсорбція в більшості випадків оборотна. На цій властивості абсорбційних процесів засноване виділення поглиненого газу з розчину - десорбція.
Поєднання абсорбції з десорбцією дозволяє багаторазово застосовувати поглинач і виділяти поглинений компонент в чистому вигляді. У багатьох випадках проводити десорбцію не обов'язково, так як абсорбент і абсорбтів являють собою дешеві або отбросние продукти, які після абсорбції можна знову не використовувати (наприклад, при очищенні газів).
У промисловості процеси абсорбції застосовуються головним чином для вилучення цінних компонентів з газових сумішей або для очищення цих сумішей від шкідливих домішок.
Абсорбційні процеси широко поширені в хімічній технології і є основною технологічною стадією ряду найважливіших виробництв (наприклад, абсорбція оксидів азоту водою у виробництві азотної кислоти; абсорбція аміаку, парів бензолу, сірководню та інших компонентів з коксового газу; абсорбція парів різних вуглеводнів з газів переробки нафти і т.п.). Крім того, абсорбційні процеси є основними процесами при санітарній очистці випускаються в атмосферу газів, що відходять від шкідливих домішок (наприклад, очищення топкових газів від двоокису вуглецю і д.р.).
Апарати, в яких здійснюються абсорбційні процеси, називають абсорберами. Як і інші процеси масопередачі, абсорбція протікає на поверхні розділу фаз. Тому абсорбери повинні мати розвинену поверхню дотику між рідиною і газом. За способом утворення цієї поверхні абсорбери можна умовно розділити на наступні групи:
1. Поверхневі і плівкові;
2. Насадочні;
. Барботажние;
. Розпилюючі.
Широке поширення в промисловості як абсорберів отримали колони, заповнені насадкою - твердими тілами різної форми.
У насадок колоні рідина тече по елементу насадки головним чином у вигляді тонкої плівки, тому поверхня контакту фаз є в основному змочена поверхня насадки, і насадкові апарати можна розглядати як різновид плівкових. Проте в останніх плівкове протягом рідини відбувається по всій висоті апарату, а в насадок абсорбера - тільки по висоті елемента насадки. При перетекании рідини з одного елемента насадки на інший плівка рідини руйнується і на нижележащем елементі утворюється нова плівка. При цьому частина рідини проходить через розташовані нижче шари насадки у вигляді цівок, крапель і бризок. Частина поверхні насадки буває змочена нерухомою (застійної) рідиною.
Для того щоб насадка працювала ефективно, вона повинна відповідати таким основним вимогам:
. володіти великою поверхнею в одиниці об'єму;
. добре змочуватися орошающей рідиною;
. надавати малий гідравлічний опір газовому потоку;
. рівномірно розподіляти зрошують рідина;
. бути стійкою до хімічної дії рідини і газу, що рухаються в колоні;
. мати малу питому вагу;
. мати високу механічну міцність;
. мати невисоку вартість.
Насадок, що повністю задовольняють всім зазначеним вимогам, не існує, так як, наприклад, збільшення питомої поверхні насадки веде за собою збільшення гідравлічного опору апарату і зниження граничних навантажень.
Широко поширена насадка у вигляді тонкостінних керамічних кілець висотою, рівною діаметру (кілець Рашига), який змінюється в межах 15 - 150 мм. Кільця малих розмірів засипають у абсорбер навалом. Великі кільця (розмірами не менше 50? 50 мм) укладають правильними рядами, зсунутими один щодо одного. Цей спосіб заповнення апарату насадкою називають завантаженням у укладку, а завантажену таким способом насадку - регулярною. Регулярна насадка має ряд переваг перед нерегулярної, засипаній в абсорбер навалом: володіє меншим гідравлічним опором, допускає великі швидкості газу...
