Глава 3. Выбор основного аппарата

Насадочные абсорберы получили наибольшее применение в промышленности. Насадочные абсорберы представляют собой колонны, загруженные насадкой из тел различной формы. Соприкосновение газа с жидкостью происходит в основном на смоченной поверхности насадки, по которой стекает орошающая жидкость. Поверхность насадки в единице объема может быть довольно большой и поэтому в сравнительно небольших объемах можно создать значительные поверхности массопередачи.

Течение жидкости по насадке носит в основном пленочный характер, вследствие чего насадочные абсорберы можно рассматривать как разновидность пленочных. Однако в насадочных абсорберах пленочное течение жидкости происходит по высоте элемента насадки. При перетекании жидкости с одного элемента на другой пленка разрушается и на нижележащем элементе образуется новая пленка. Некоторая часть жидкости при этом проваливается в виде капель через расположенные ниже слои насадки.

В насадочной колонне 1 насадка 3 укладывается на опорные решетки 4, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости, которая достаточно равномерно орошает насадку 3 с помощью распределителя 2 и стекает по поверхности насадочных тел в виде тонкой пленки вниз. Однако равномерного распределения жидкости по всей высоте насадки по сечению колонны обычно не достигается, что объясняется пристеночным эффектом. Поэтому часто насадку в колонну загружают секциями высотой в четыре-пять диаметров, а между секциями устанавливают перераспределители жидкости 5, назначение которых состоит в направлении жидкости от периферии колонны к

ее оси.

 

Рисунок 3.1 – Насадочные абсорберы: а – со сплошным слоем насадки; б – с секционной загрузкой насадки: 1 – корпуса; 2 – распределители жидкости; 3 – насадка; 4 – опорные решетки; 5 – перераспределитель жидкости; 6 – гидравлические затворы.

В случае противотока при одинаковом удельном расходе поглотителя и одинаковом общем числе единиц переноса в газовой фазе можно достигнуть более высокого значения коэффициента извлечения. При одинаковом коэффициенте извлечения для противотока требуется меньший удельный расход поглотителя и, следовательно, получается более концентрированный раствор компонента. Таким образом противоток является наиболее выгодным видом движения, вследствие чего он обычно и применяется.

В данной работе рассчитан противоточный насадочный абсорбер с насадками в виде керамических колец Рашига 25×25×3.

Глава 4. Выбор конструкционного материала аппарата

Материалы для изготовления химических аппаратов и машин нужно выбирать в соответствии со спецификой их эксплуатации, учитывая при этом возможное изменение исходных физико-химических свойств материалов под воздействием рабочей среды, температуры и протекающих химико-технологических процессов.

При выборе материала для изготовления аппарата или машины необходимо учитывать механические свойства материала, химическую стойкость против разъедания, теплопроводность и другие.

Главным же требованием для материалов химических аппаратов в большинстве случаев является коррозионная стойкость, так как коррозионная стойкость материала определяет долговечность химического оборудования.

Среда в аппарате относится к ряду агрессивных сред. Выбрана сталь Х17Н13М2Т – по рекомендации [2, с.340], впрочем лучше применять футерованный аппарат, или керамику. Но в силу упрощенности расчета использована сталь.

Крышка, днище, абсорбционные трубы, трубные решетки, фланцы и патрубки для подвода и отвода газовой смеси, а также для подвода и отвода абсорбирующей воды изготавливаются из стали той же марки.

Опора, патрубки и фланцы для подвода и отвода охлаждающей воды изготавливаются из стали 15ХМ.

Питающие и распределительные тарелки, опорные решетки для покоящейся насадки могут изготавливаться, как из нержавеющей стали марки Х17Н13М2Т, так и из углеродистой стали 15ХМ.