7.2. Конструкції і принцип дії абсорберів

Процеси абсорбції проводять в спеціальних апаратах − абсорберах. Абсорбція, як і інші процеси масообміну, протікає на розвиненій поверхні розподілу фаз. Для інтенсифікації процесу абсорбції необхідні апарати з розвиненою поверхнею контакту між рідкою і газовою фазами (абсорбенту з газом-носієм). За способом утворення цієї поверхні і диспергації абсорбенту, їх можна підрозділити на чотири основні групи:

1. плівкові;

2. насадочні;

3. барботажні (тарілчасті);

4. розпилюючі.

У плівкових абсорберах поверхнею контакту фаз є поверхня рідини, текучої по твердій, зазвичай вертикальній стінці. До цього виду апаратів відносяться:

• трубчасті абсорбери;

• абсорбери з плоскопаралельною або листовою насадкою;

• абсорбери з висхідним рухом плівки рідини.

Насадочні абсорбери являють собою колони, заповнені насадкою − твердими тілами різної форми, яка служить для збільшення поверхні контакту дотичних фаз − газу і рідини.

Багаточисельні типи барботажних абсорберів можна розділити на три основні групи:

• абсорбери з суцільним барботажним шаром, в яких здійснюється безперервний контакт між фазами;

• абсорбери тарілчастого типу із ступінчастим контактом між фазами, причому ступені (тарілки) розміщені в одному апараті;

• абсорбери з механічним перемішуванням рідини.

Барботажні абсорбери тарілчастого типу, що мають найбільше застосування, виконують у вигляді колон круглого (іноді прямокутного) перетину, по висоті яких розташовані тарілки різної конструкції, причому на кожній тарілці здійснюється один ступінь контакту. Таким чином, в даних абсорберах відбувається ступінчастий контакт із з’єднанням ступенів протитечією: газ надходить в нижню частину колони і виходить зверху; рідина підводиться зверху і виходить знизу. На кожній тарілці, залежно від її конструкції, може здійснюватися той або інший вид руху фаз, зазвичай перехресний потік або повне перемішування рідини.

У розпилюючих абсорберах контакт між фазами досягається розпилюванням або розбризкуванням рідини в газовому потоці. Ці абсорбери підрозділяють на наступні групи:

• форсуночні розпилюючі абсорбери, в яких рідина розпилюється на краплі форсунками;

• швидкісні прямоточні розпилюючі абсорбери, в яких розпилювання рідини здійснюється за рахунок кінетичної енергії газового потоку;

• механічні розпилюючі абсорбери, в яких рідина розпилюється деталями, що обертаються.

За способом організації масообміну пристрої абсорбції прийнято ділити на апарати з безперервним і ступінчастим контактом фаз. До пристроїв з безперервним контактом можна віднести насадочні колони, розпилюючі апарати (порожнисті скрубери, скрубери Вентурі, ротоклони і ін.), однополчасті барботажні і пінні пристрої, а до пристроїв із ступінчастим контактом − тарілчасті колони, багатополчасті барботажні і пінні пристрої.

Частина подібних пристроїв застосовуються для мокрого пилоочищеня. В принципі їх можна було б використовувати і для сумісного вловлювання дисперсних і газових забруднювачів, проте здійснити це на практиці вдається рідко. Очисні пристрої створювалися і удосконалювалися або для поглинання газоподібних домішок, або для пилозоловловлювання. Тому сучасні абсорбери для вловлювання газоподібних домішок не пристосовані для обробки потоків з дисперсними забруднювачами, а високоефективні пилозоловловлювачі, як правило, непридатні для істотного вилучення газоподібних домішок. Серійні мокрі пиловловлювачі можуть бути використані тільки для попередньої обробки з метою очищення газового потоку від дисперсних домішок перед абсорбційною обробкою.

Для абсорбції газових забруднювачів найчастіше використовуються насадочні і тарілчасті колони.