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吸收设备安全技术

  
评论: 更新日期:2011年01月13日

  (三)  喷射式吸收器

  喷射式吸收器是目前工业生产中应用十分广泛的一种吸收设备。它的结构如图11—15所示。操作时吸收剂靠泵的动力送到喉头处,由喷嘴喷成细雾或极细的液滴,在喉管处由于吸收剂流速的急剧变化,使部分静压能转化为动能,在气体进口处形成真空,从而使气体吸入。喷射式吸收器的优点是吸收剂喷成雾状后与气相接触,这样两相接触面积增加,吸收速率高,处理能力大,此外吸收剂利用压力流过喉管雾化而吸气,因此不需要加设送风机,效率较高。缺点是吸收剂用量较大,但循环使用时可以节省吸收剂用量并提高吸收液中吸收质的浓度。

  二、  填料安全分析

  (一)  填料选择的安全原则

  填料是填料塔的核心构件,它提供了气液两相接触传质的相界面,是决定填料塔性能的主要因素。为了使填料塔高效率地操作,可按以下原则选择填料。

  (1)有较大的比表面积。单位体积填料层所具有的表面积称为比表面积,用符号a表示,单位为m2/m3。在吸收塔中,填料的表面只有被流动的液相所润湿,才可能构成有效的传质面积。填料的比表面积越大,所提供的气液传质面积越大,对吸收越有利。因此应选择比表面积大的填料,此外还要求填料有良好的润湿性能及有利于液体均匀分布的形状。

  (2)有较高的空隙率。单位体积填料孔具有的空隙体积称为空隙率,用符号e表示,单位为m3/m3。当填料的空隙率较高时,气流阻力小,气体通过的能力大,气液两相接触的机会多,对吸收有利;同时,填料层质量轻,对支承板要求低,也是有利的。

  (3)具有适宜的填料尺寸和堆积密度。单位体积填料的质量为填料的堆积密度。单位体积内堆积填料的数目与填料的尺寸大小有关。对同一种填料而言,填料尺寸小,堆积的填料数目多,比表面积大,空隙率小,则气体流动阻力大;反之填料尺寸过大,在靠近塔壁处,由于填料与塔壁之间的空隙大,易造成气体由此短路通过或液体沿壁下流,使气液两相沿塔截面分布不均匀,为此,填料的尺寸不应大于塔径的1/10~1/8。 (4)有足够的机械强度。为使填料在堆砌过程及操作中不被压碎,要求填料具有足够的机械强度。

  (5)对于液体和气体均须具有化学稳定性。

  (二)  填料安全性能

  气液两相在填料表面进行逆流接触,填料不仅提供了气液两相接触的传质表面,而且促使气液两相分散,并使液膜不断更新。填料性能的优劣通常根据效率、流量及压降三要素衡量。在相同的操作条件下,填料的比表面积越大,气液分布越均匀,表面的润湿性能越优良,则传质效率越高;填料的空隙率越大,结构越开敞,则流量越大,压降亦越低。

  (三)  填料的类型

  填料的种类很多,大致可以分为实体填料与网体填料两大类。实体填料包括环形填料(如拉西环、鲍尔环和阶梯环)、鞍形填料(如弧鞍、矩鞍)以及栅板填料和波纹填料等,由陶瓷、金属、塑料等材质制成。网体填料主要是由金属丝网制成的各种填料,如鞍形网、多孔网、波纹网等。常用填料的形状见图11—16。

  (1)拉西环  拉西环是工业上最老的应用最广泛的一种填料。它的构造如图11—16(a)所示,是外径和高度相等的空心圆柱。在强度允许的情况下,其壁厚应当尽量减薄,以提高空隙率并减小堆积填料的重度。

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