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时间:2020-03-17
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1、吸收设备吸收设备的分类和特点(1)对吸收设备的基本要求a.气液之间有较大的接触面积和一定的接触时间;b.气液之间扰动剧烈,吸收阻力小,吸收效率高;c.操作稳定并有合适的弹性;d.气流通过时的压降小;e.结构简单,制造维修方便,造价低廉;f.针对具体情况,要求具有抗蚀和防堵能力。(2)吸收设备的分类a.表面吸收器凡能使气液两相在固定的接触面上进行吸收操作的设备均称为表面吸收器。如填料塔、湍球塔等。废气由塔底进入,吸收剂由塔顶均匀地喷淋到填料层中并向下流动。废气与吸收剂在填料层中充分接触,吸收传质的
2、平均推动力大,吸收效果好。b.鼓泡式吸收器典型的鼓泡式吸收器是板式塔,塔内装有多孔塔板,板上装满吸收剂,呈连续相;气体由板下进入,在塔板上与液体形成鼓泡层,在此有害组分被吸收。常见的设备有鼓泡塔和各种板式塔。c.喷洒式吸收器用喷嘴将液体喷射成为许多细小的液滴,以增大气-液接触面,完成传质过程。比较典型的设备是空心喷洒吸收器(喷雾塔或称空塔)和文丘里吸收器。(3) 几种常用吸收塔的结构与特点a.填料塔填料塔的典型结构如图所示。塔内装有支撑板,板上堆放填料层,吸收液通过安装在填料上部的分布器洒向
3、填料。填料在整个塔内可堆成一层,也可分成几层。当填料分层堆放时,层与层之间常装有液体再分布装置逆流式填料塔应用最多。吸收剂自塔顶向下喷淋,均匀的流经填料层,气体从塔底被送入,沿填料间空隙上升,填料的润湿表面作气液接触的传质表面。常用的填料塔填料有拉西环、鲍尔环、鞍形和波纹填料等。填料塔运行稳定,操作时,一般要求液体喷淋密度在10m3/m2·h以上,且喷淋均匀。填料塔的空塔气速一般为0.3~1.5m/s,压降通常为0.15~0.60kPa/m填料,液气比为0.5~2.0kg/m3。填料塔优点:结构简单、
4、便于制造,气液接触良好,压降较小等优点。缺点:当烟气中含有悬浮颗粒时,填料容易堵塞,清理检修时填料损耗大。b.湍球塔湍球塔结构如图所示,在塔内筛板上装有空心或实心小球。气流高速通过筛板时,小球在塔内湍动旋转,相互碰撞,吸收剂自上向下喷淋,多为逆流吸收操作。湍球塔采用的小球通常由聚乙烯、聚丙烯或发泡聚苯乙烯等塑料制作,也有采用不锈钢的。小球直径有25mm、30mm、38mm等几种规格,当塔的直径大于200mm时,填料的静止床层高度控制到0.2~0.3m。净化气体吸收剂废气吸收液湍球塔结构示意图操作时,
5、湍球塔的空塔速度—般为2~6m/s,阻力损失约为0.4~1.2kPa。湍球塔的优点是气流速度高,处理能力大,设备体积小,吸收效率高,不易被固体颗粒堵塞。它的缺点阻力较高,塑料小球不能承受高温,使用寿命短,需经常更换。除尘、脱硫一体化时可考虑使用它。c.筛板塔筛板塔的结构如图所示。在截面为圆形的塔内,沿塔高装有多层筛板。筛板上开有2~15mm的小孔,开孔率一般为6%~25%。操作时,气体从下而上经筛孔进入筛板上的液层,气液在筛板上交错流动,通过气体的鼓泡进行吸收。气液可以进行逐级的多次接触。一般控制空塔
6、速度为1.0~2.5m/s,气体穿过筛孔的气速约为4.5~12.8m/s,每块板的压降为0.8~2.0kPa。d.喷淋塔(空塔)用喷嘴将液体喷射成为许多细小的液滴,以增大气-液相的接触面积,完成传质过程。比较典型的设备是空心喷洒吸收器和文丘里吸收器。喷淋塔的结构见下图。在吸收器中,气体通常是自下而上流动,而液体则是由装在塔顶的喷射器呈喇叭状喷洒。当塔体比较高时,可将喷洒器分层放置,也可以采用组合喷洒方式。空塔结构简单,造价低廉,阻力小,效率较高(>90%),因此在火电厂烟气湿法脱硫中得到了广泛的应用。(4
7、)吸收设备的选择a.当气液反应速度很快,可优先选喷淋塔、填料塔等;b.若反应速度极快,热效应大时,也可以采用筛板塔;c.如果反应物浓度高,可选用文丘里或空塔;d.当气液传质速度慢时,需要提供大量的液体,此时采用鼓泡塔;或增大液气比;e.在吸收容易产生固体时,宜选用内部构件少、阻力小、压降小的设备,如泼水轮吸收室等;f.在达到吸收要求的前提下,尽可能选用结构简单、造价低廉、容易操作的设备。填料塔填料的作用是为气、液两相提供充分的接触面,并为提高其湍动程度(主要是气相)创造条件,以利于传质(包括传热)。它们应
8、能使气、液接触面大、传质系数高,同时通量大而阻力小,所以要求填料层空隙率高、比表面积大、表面湿润性能好,并在结构上还要有利于两相密切接触,促进湍流。制造材料又要对所处理的物料有耐腐蚀性,并具有一定的机械强度,使填料层底部不致因受压而碎裂、变形。 选择填料的原则:①有较大的比表面积②有较高的空隙率③具有适宜的填料尺寸和堆积密度④有足够的机械强度⑤对于液体和气体均需具有化学稳定性⑥制造容易,价格便宜填料塔-填料的类型和性能评
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