Аппаратура отделения абсорбции

Для поглощения аммиака и диоксида углерода в отделении абсорбции применяют аппараты барботажного и скрубберного типов. Поглощение диоксида углерода как трудно растворимого газа лучше проводить в аппаратах барботажного типа, где жидкость интенсивно перемешивается и более длительное время находится в аппарате. Промывателями отделения абсорбции, основная задача которых - извлечение хорошо растворимого аммиака из выхлопных газов, могут быть и аппараты скрубберного типа, где хорошо перемешивается газовая фаза.

Барботажная тарелка – является основной деталью барботажных абсорбционных аппаратов с многоколпачковыми тарелками (рис. 26). На тарелке 1 находятся 17 или 28 горловин 3, перекрытых колпачками 4. В каждом аппарате имеется несколько таких тарелок, зажатых между фланцами отдельных царг, расположенных одна над другой и соединенных болтами в один аппарат колонного типа. На каждой тарелке находится слой жидкости, высота которого определяется высотой порога перелива 2 над днищем тарелки. Нижний край перелива 2 опущен в жидкость следующей ниже тарелки, что образует гидравлический затвор, препятствующий проникновению газа из одной царги в другую через переливы. Газ проходит через горловины тарелки под колпачки, края которых опущены в жидкость, и барботирует через слой жидкости, поднимаясь снизу вверх через все барботажные тарелки навстречу поступающей сверху через переливы жидкости. Газ, прорываясь из-под колпачков через слой жидкости, вспенивает ее и дробит на мелкие брызги; благодаря этому образуется большая поверхность соприкосновения между газовой и жидкой фазами. Чем больше эта поверхность, тем интенсивнее протекает процесс абсорбции.

Чтобы барботажная тарелка работала правильно, она должна находиться в строго горизонтальном положении, при монтаже аппарата проверяют горизонтальность тарелки, наливая на нее воду и измеряя погружение колпачков. Все барботажные аппараты имеют одинаковый диаметр - 2,8 м и отличаются друг от друга лишь количеством тарелок.

Второй промыватель газа колонн (ППСЛ-2) (рис. 27) высотой 9,8 м имеет 8 чугунных царг 1. Между царгами установлены 6 барботажных тарелок 2. Верхняя царга служит брызгоуловителем, нижняя - для ввода газа и вывода рассола. В каждой царге имеется люк для осмотра, чистки и ремонта аппарата.

Промыватель воздуха фильтров (ПВФЛ) отличается от ППСЛ-2 количеством царг - 6 вместо 8. Общая высота его около 6,8 м. Барботажных тарелок в нем 4.

Промыватель газа абсорбера (ПГАБ) аналогичен по устройству промывателю воздуха фильтров.

Первый абсорбер (АБ-1) состоит из 7 чугунных царг, между которыми установлены 5 барботажных тарелок. Общая высота аппарата около 7 м.

Второй абсорбер (АБ-2) имеет также 7 чугунных царг. Барботажными тарелками снабжены только 3 царги. Верхние 3 царги служат постаментом для первого абсорбера. Это необходимо для создания напора, обеспечивающего переток жидкости из АБ-1 и АБ-2 самотеком с одновременным преодолением сопротивления оросительного холодильника. Нижняя царга служит для ввода газа и вывода аммонизированного рассола. Для перетока аммонизированного рассола в САР-2 самотеком АБ-2 также устанавливают на постаменте-резервуаре.

Другой тип второго абсорбера (рис. 28), в котором одновременно протекают абсорбция и отвод выделяющегося при этом тепла, составлен из 7 чугунных царг общей высотой около 12 м. Средние 5 царг являются холодильниками. В каждой из царг с двух противоположных сторон имеются прямоугольные окна 7 с фланцами, к которым прикреплены трубные решетки 5 для монтажа холодильных трубок 3 диаметром 50 мм и длиной 3150 мм из серого легированного хромоникелевого чугуна. Трубные решетки закрыты крышками 6, образующими переточные камеры 4, через которые поступает охлаждающая вода. Так как интенсивность теплопередачи зависит от скорости движения охлаждающей воды, камеры разделены перегородками, заставляющими охлаждающую воду проходить не сразу через все трубки, а последовательно через пучки трубок, разделенные перегородками. Благодаря этому скорость движения воды в трубках возрастает без увеличения ее расхода. В межтрубном пространстве снизу вверх движется газ. Снаружи трубки орошаются рассолом из АБ-1. Следовательно, трубки служат как бы скрубберной насадкой. В верхней царге аппарата имеется тарелка 2, равномерно распределяющая жидкость по сечению второго абсорбера.

В распределительной тарелке (рис. 29) для стока жидкости просверлено 188 отверстий 1. Для выхода газа на тарелке имеется шесть газовых стаканов 2 диаметром 300 мм. Жидкость из АБ-1 поступает на распределительную тарелку через гидравлический затвор 1, прикрепленный к днищу первого абсорбера. Газ из холодильника газа дистилляции поступает в нижнюю царгу.

Холодильник газа дистилляции ХГДС (рис. 30) имеет 7 царг, 5 из которых оборудованы холодильными трубками аналогично АБ-2. В межтрубном пространстве холодильника движется охлаждаемый газ, поступающий из отделения дистилляции. Для равномерного распределения газа по поперечному сечению межтрубного пространства и лучшего отделения образующегося конденсата охлаждаемый газ движется сверху вниз. Газ входит в аппарат через штуцер 1 и выходит через штуцер 3. Для лучшего перемешивания и контакта газа с охлаждающими трубками между царгами имеются частично перекрывающие сечение аппарата перегородки 2, которые заставляют газ двигаться зигзагообразно между отдельными царгами. Охлаждающая вода движется противотоком к газу, переходя по трубопроводам из нижней бочки последовательно в вышележащие и выходя из аппарата из верхней холодильной бочки. Образующийся при охлаждении газа конденсат, представляющий собой водный раствор аммиака и диоксида углерода в виде углекислых солей аммония, выходит в сборник слабой жидкости через штуцер 4.

Оросительный холодильник (ОХ) (рис. 31) состоит из нескольких секций, собранных из горизонтально расположенных одна над другой чугунных труб диаметром каждая 170 мм и длиной 30 м, соединенных коленами 4. Все секции присоединены с одной стороны к распределительному 1, а с другой стороны - к сборному 3 коллекторам. Охлаждаемая жидкость поступает в распределительный коллектор, из которого поднимается по секциям вверх в сборный коллектор и выходит из холодильника. Жидкость движется внутри труб, которые снаружи орошаются водой. Вода поступает в строго горизонтально расположенные над каждой секцией корыта 2 или трубы с продольной, обращенной вверх прорезью. Равномерно вытекая через прорезь, вода попадает на верхний ряд труб и стекает затем последовательно на расположенные ниже ряды труб, равномерно их орошая. Таким образом, охлаждение осуществляется по принципу противотока. Оросительные холодильники имеют низкие показатели как по интенсивности теплопередачи, так и по расходу воды, поэтому используются в основном пластинчатые холодильники.

Пластинчатые холодильники (рис. 32), состоят из набора однотипных с развитой поверхностью гофрированных пластин 1, собираемых в пакеты на необходимую поверхность теплообмена. Пластины по периметру уплотнены между собой резиновыми прокладками 5, обеспечивающими необходимый зазор. По зазорам протекают противотоком охлаждаемый раствор и охлаждающая вода. Каждая пластина имеет в верхней части отверстие для ввода горячего раствора и вывода охлаждающей воды и в нижней части - для ввода охлаждающей воды и вывода охлажденного раствора. Со стороны ввода и вывода охлаждаемого рассола и охлаждающей воды отверстия в пластинах не уплотнены резиновыми прокладками, поэтому раствор и вода свободно проходят в зазор между пластинами. С противоположной стороны пластин эти отверстия уплотнены, что исключает возможность смешения раствора и охлаждающей воды в соседнем промежутке между пластинами. Охлаждаемый раствор входит в холодильник через штуцер 6, омывает пластины с одной стороны и уходит из холодильника через штуцер 2; охлаждающая вода поступает через штуцер 3 и, пройдя между пластинами с другой их стороны, выходит через штуцер 7. Пакет пластин прижат подвижной плитой 8 к неподвижной 4 подобно фильтр-прессу.

Кроме указанных выше аппаратов в отделении абсорбции имеется вспомогательное оборудование - резервуары, сепараторы и др.