(三)? 噴射式吸收器
噴射式吸收器是目前工業(yè)生產(chǎn)中應用十分廣泛的一種吸收設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)如圖11—15所示。操作時吸收劑靠泵的動力送到喉頭處,由噴嘴噴成細霧或極細的液滴,在喉管處由于吸收劑流速的急劇變化,使部分靜壓能轉(zhuǎn)化為動能,在氣體進口處形成真空,從而使氣體吸入。噴射式吸收器的優(yōu)點是吸收劑噴成霧狀后與氣相接觸,這樣兩相接觸面積增加,吸收速率高,處理能力大,此外吸收劑利用壓力流過喉管霧化而吸氣,因此不需要加設(shè)送風機,效率較高。缺點是吸收劑用量較大,但循環(huán)使用時可以節(jié)省吸收劑用量并提高吸收液中吸收質(zhì)的濃度。
二、? 填料安全分析
(一)? 填料選擇的安全原則
填料是填料塔的核心構(gòu)件,它提供了氣液兩相接觸傳質(zhì)的相界面,是決定填料塔性能的主要因素。為了使填料塔高效率地操作,可按以下原則選擇填料。
(1)有較大的比表面積。單位體積填料層所具有的表面積稱為比表面積,用符號a表示,單位為m2/m3。在吸收塔中,填料的表面只有被流動的液相所潤濕,才可能構(gòu)成有效的傳質(zhì)面積。填料的比表面積越大,所提供的氣液傳質(zhì)面積越大,對吸收越有利。因此應選擇比表面積大的填料,此外還要求填料有良好的潤濕性能及有利于液體均勻分布的形狀。
(2)有較高的空隙率。單位體積填料孔具有的空隙體積稱為空隙率,用符號e表示,單位為m3/m3。當填料的空隙率較高時,氣流阻力小,氣體通過的能力大,氣液兩相接觸的機會多,對吸收有利;同時,填料層質(zhì)量輕,對支承板要求低,也是有利的。
(3)具有適宜的填料尺寸和堆積密度。單位體積填料的質(zhì)量為填料的堆積密度。單位體積內(nèi)堆積填料的數(shù)目與填料的尺寸大小有關(guān)。對同一種填料而言,填料尺寸小,堆積的填料數(shù)目多,比表面積大,空隙率小,則氣體流動阻力大;反之填料尺寸過大,在靠近塔壁處,由于填料與塔壁之間的空隙大,易造成氣體由此短路通過或液體沿壁下流,使氣液兩相沿塔截面分布不均勻,為此,填料的尺寸不應大于塔徑的1/10~1/8。 (4)有足夠的機械強度。為使填料在堆砌過程及操作中不被壓碎,要求填料具有足夠的機械強度。
(5)對于液體和氣體均須具有化學穩(wěn)定性。
(二)? 填料安全性能
氣液兩相在填料表面進行逆流接觸,填料不僅提供了氣液兩相接觸的傳質(zhì)表面,而且促使氣液兩相分散,并使液膜不斷更新。填料性能的優(yōu)劣通常根據(jù)效率、流量及壓降三要素衡量。在相同的操作條件下,填料的比表面積越大,氣液分布越均勻,表面的潤濕性能越優(yōu)良,則傳質(zhì)效率越高;填料的空隙率越大,結(jié)構(gòu)越開敞,則流量越大,壓降亦越低。
(三)? 填料的類型
填料的種類很多,大致可以分為實體填料與網(wǎng)體填料兩大類。實體填料包括環(huán)形填料(如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)和階梯環(huán))、鞍形填料(如弧鞍、矩鞍)以及柵板填料和波紋填料等,由陶瓷、金屬、塑料等材質(zhì)制成。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的各種填料,如鞍形網(wǎng)、多孔網(wǎng)、波紋網(wǎng)等。常用填料的形狀見圖11—16。
(1)拉西環(huán)? 拉西環(huán)是工業(yè)上最老的應用最廣泛的一種填料。它的構(gòu)造如圖11—16(a)所示,是外徑和高度相等的空心圓柱。在強度允許的情況下,其壁厚應當盡量減薄,以提高空隙率并減小堆積填料的重度。