Принципиальные схемы абсорбции
В химической технологии используют следующие принципиальные схемы абсорбционных процессов: прямоточные, противоточные, одноступенчатые с рециркуляцией и многоступенчатые с рециркуляцией.
Прямоточная и противоточная схемы взаимодействия фаз в процессе приведены на рис. 4.13.
 |
Рис. 4.13. Прямоточная (а) и противоточная (б) схемы абсорбции
В прямоточной схеме потоки газа и жидкости движутся параллельно друг другу. Газ с большей концентрацией распределяемого вещества контактируется с жидкостью, имеющей меньшую концентрацию распределяемого компонента, а газ с меньшей концентрацией взаимодействует на выходе аппарата с жидкостью, имеющей большую концентрацию распределяемого вещества.
В противоточной схеме в одном конце аппарата приводятся в контакт газ и жидкость, имеющие большие концентрации распределяемого вещества, а в противоположном конце – меньшие.
 |
Схемы с рециркуляцией предусматривают многократный возврат в аппарат либо жидкости, либо газа. Схемы с рециркуляцией жидкости и газа показаны на рис. 4.14.
Рис. 4.14. Противоточные схемы абсорбции с рециркуляцией
жидкости (а) и газа (б)
Газ проходит через аппарат снизу вверх, и концентрация распределяемого вещества в нем изменяется от 
до 
. Абсорбент подводится к верхней части аппарата при концентрации распределяемого вещества 
, затем смешивается с выходящей из аппарата жидкостью, в результате чего концентрация повышается до 
. Значение 
несложно вычислить из уравнения материального баланса.
Введя обозначение кратности рециркуляции 
, представляющей собой отношение количества абсорбента на входе в аппарат к количеству свежей жидкости, получим
;
.
Кратность рециркуляции по газу 
. Ордината 
в этом случае определяется из материального баланса
;
.
Одноступенчатые схемы с рециркуляцией могут быть противоточными и прямоточными.
Многоступенчатые схемы с рециркуляцией могут включать прямой ток, противоток, рециркуляцию жидкости и рециркуляцию газа. Большое практическое значение имеет многоступенчатая противоточная схема с рециркуляцией жидкости в каждой ступени (рис. 4.15).
 |
Рис. 4.15. Многоступенчатая противоточная схема абсорбции
с рециркуляцией жидкости
Рабочие линии наносят на диаграмму отдельно для каждой ступени, как и в случае нескольких одноступенчатых аппаратов.
Применение схем с рециркуляцией абсорбента целесообразно в следующих случаях: когда сопротивление массопередаче сосредоточено в жидкой фазе; при необходимости охлаждать абсорбент в процессе абсорбции; для улучшения смачивания насадки (при малых плотностях орошения). Однако рециркуляция жидкости ведет к усложнению абсорбционных установок и дополнительным расходам энергии на перекачивание рециркулирующей жидкости.
Схемы установок, приведенные на рис. 4.13-4.15, относятся к насадочным абсорберам, в которых затруднительна организация внутреннего отвода тепла в процессе абсорбции. В тарельчатых абсорберах охлаждающие устройства (например, змеевики) устанавливают на тарелках.
| Предыдущие материалы: | Следующие материалы: |