Классификация абсорберов

Абсорберы пищевой промышленности классифицируют по конструктивным признакам (рис. 38.2). Основные типы абсорберов схематично представлены на рисунке 38.3.

Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили насадочные и тарелочные абсорберы.

Насадочный абсорбер (скруббер). Представляет собой цилиндрическую башню, заполненную насадкой.

Наиболее распространены кольцевая и хордовая насадки. Кольца насадки называют также кольцами Рашига. Хордовые насадки изготовляют из деревянных досок, собираемых в специальные конструкции, обеспечивающие большую площадь контакта и малое гидравлическое сопротивление.

В расчетах насадочных абсорберов параметры насадки определяют следующим образом.

Вначале из уравнений материального баланса находят все массовые и объемные потоки компонентов. Необходимую площадь поверхности контакта в насадке определяют из основного уравнения массопередачи при учете неполного использования насадки для протекания рабочего процесса. Сопротивление и коэффициент абсорбции вычисляют, руководствуясь приведенными выше рекомендациями.

Можно также определить необходимую площадь поверхности насадки по приведенному в главе 32 методу, использующему понятия числа единиц переноса и высоты единицы переноса.

В абсорберах с псевдоожиженным (кипящим) слоем рабочий процесс значительно интенсифицируется. В них в качестве насадки используют полые шары диаметром 70...75 мм, изготовленные:

из полиэтилена, стекла, резины, латунной фольги, нержавеющей стали или других материалов; плотность насадки не превышает плотности абсорбента. Насадка помещается между двух решеток и имеет высоту 100...200 мм при расстоянии между решетками до 500 мм. Под действием газового потока насадка образует псевдоожиженный слой и может подниматься пока не упрется в верхнюю решетку. Нормальный режим работы такого абсорбера — это псевдоожижение без «захлебывания», т. е. без упора в верхнюю решетку.

Тарелочные абсорберы. Представляют собой вертикальные колонны, разделенные по высоте рядом тарелок, на которых создается определенный по высоте уровень абсорбента, перетекающего вниз с тарелки на тарелку. Через колпачки решетки или сита сквозь слой абсорбента барботируется газ, содержащий выделяемый продукт. Каждая такая тарелка является ступенью абсорбции. Нами рассматривался способ определения необходимого числа ступеней контакта при заданных рабочей линии и линии фазового равновесия.

Адсорберы

Различают адсорберы периодического и непрерывного действия. Адсорберы периодического действия делятся на адсорберы с плотным и кипящим слоем; аппараты непрерывного действия — на аппараты с движущимся слоем адсорбента и с кипящим слоем. Схемы адсорберов характерных типов приведены на рисунках 38.6 и 38.7.

Адсорберы периодического действия (см. рис. 38.6) компонуют в адсорбционные установки по два агрегата, а процесс организуют таким образом, что во время работы на адсорбцию первого корпуса во втором протекают процессы регенерации (десорбции, сушки и охлаждения адсорбента). В аппаратах периодического действия с кипящим слоем (рис. 38.6, б) устраивают сепаратор, препятствующий уносу частиц адсорбента.

Аппараты непрерывного действия с движущимся слоем (рис. 38.7) устраивают в виде колонн, разделенных на секции, в каждой из которых протекает соответствующая стадия процесса. В первой сверху секции охлаждается адсорбент после регенерации; эту часть колонны устраивают в виде теплообменника, в котором охлаждающая жидкость проходит внутри труб. Адсорбент проходит в пространстве между холодными трубами и переходит во вторую секцию.

Обогащенный газ, из которого выделяется компонент, поступает через распределитель в нижней части второй секции, проходит вверх через слой адсорбента этой секции и удаляется через верхний коллектор обедненного газа. Третья (нижняя) секция аппарата является регенератором (десорбером). В ней протекает десорбция поглощенного ранее компонента. Она устроена, как и верхняя секция, в виде теплообменника, по трубам которого циркулирует греющий агент (пар). Адсорбент этой секции продувается воздухом. Продувочный воздух вводится через нижний коллектор и отводится через верхний коллектор. Регенерированный адсорбент удаляется через шлюзовый затвор и пневмотранспортом направляется в верхнюю секцию аппарата.

Контрольные вопросы и задания

1. Что называют сорбцией?

2. Какие параметры являются обобщенными действующими силами абсорбции и адсорбции?

3. Как называют вещества, участвующие в процессах сорбции?

4. Расскажите об устройстве абсорберов.

5. Опишите конструкцию адсорберов.

6. Почему в динамических процессах активность адсорбента меньше, чем в статических?

7. Чем отличается адсорбция от инообменной адсорбции?

8. Какие вы знаете адсорбенты? Какой из них самый лучший, а какой — самый худший по активности?