Технологические схемы абсорбционных установок

В технике используются различные схемы абсорбционных установок. По взаимному направлению движения потоков газа и жидкости различают прямоточные, противоточные и с параллельным питанием абсорбента. По количеству ступеней контакта: одноступенчатые и многоступенчатые. По использованию абсорбента: с однократным и многократным использованием.

Схема установки с однократным использованием абсорбента (рис. 6.11) применяется тогда, когда в результате абсорбции получают готовый продукт или полупродукт, поэтому регенерации абсорбента не требуется.

Схемы с однократным использованием абсорбента часто применяют также при очистке газов от вредных примесей. При этом поглотитель должен быть недорогим, а концентрация поглощаемого газа – незначительной. Тогда использованный поглотитель можно не десорбировать, а применять для каких-то целей или сбрасывать его как отход (если это допустимо по санитарным нормам).

Одноступенчатые схемы с рециркуляцией могут быть как прямоточными, так и противоточными (рис. 6.11, в, г).

Рис. 6.11. Одноступенчатые схемы абсорбции: а – прямоточная;

б – противоточная; в – с рециркуляцией жидкости; г – с рециркуляцией газа; n – доля компонента, используемого для рециркуляции

Многоступенчатые схемы с рециркуляцией могут быть прямоточными и противоточными, с рециркуляцией газа и жидкости. На рис. 6.12 показана многоступенчатая противоточная схема с рециркуляцией жидкости на каждой ступени.

Схему с многократным использованием абсорбента применяют в промышленности намного чаще. На рис. 6.13 представлена схема абсорбционной установки с десорбцией абсорбента и его рециркуляцией. Она работает следующим образом.

Рис. 6.12. Батарейные абсорберы: а – с последовательным встречным движением газа и абсорбента; б – с последовательным движением газа

и параллельным питанием; в – многоступенчатая с рециркуляцией

жидкости

Рис. 6.13. Схема противоточной многоступенчатой абсорбционной

установки с регенерацией поглотителя и рециркуляцией жидкости

по ступеням: 1 – абсорберы; 2 – 4 – сборники; 5 – 7 – насосы;

8 – теплообменник; 9 – десорбер; 10 – холодильники

Абсорбент из последнего по ходу жидкости абсорбера 1 поступает в сборник 2, откуда его насосом 5 через теплообменник 8 подают в десорбер 9, в котором освобождают от поглощенного газа. Из десорбера регенерированный абсорбент проходит через теплообменник 8, отдает теплоту абсорбенту, поступающему на десорбцию, и затем через холодильник 10 возвращается на орошение первого по ходу жидкости абсорбера.

Анализ описанных процессов позволяет сделать вывод [10], что одноступенчатые схемы с рециркуляцией абсорбента или газа по сравнению со схемами без рециркуляции имеют следующие отличия: при одном и том же расходе свежего абсорбента количество жидкости, проходящей через аппарат, значительно больше; результатом такого режима являются повышение коэффициента массопередачи и снижение движущей силы процесса.

При определенном соотношении между диффузионными сопротивлениями в жидкой и газовой фазах такая схема может способствовать уменьшению габаритов аппарата. Очевидно, что рециркуляция жидкости целесообразна в том случае, если основное сопротивление массопередаче составляет переход вещества от поверхности раздела фаз в жидкость, а рециркуляция газа – когда основным сопротивлением процесса является переход вещества из газовой фазы к поверхности раздела фаз.

Многоступенчатые схемы с рециркуляцией обладают всеми преимуществами одноступенчатых схем и вместе с тем обеспечивают большую движущую силу процесса. Поэтому чаще выбирают варианты схем с многоступенчатой рециркуляцией.

Дата добавления: 2014-01-20