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各种废气吸取设备工作原理及结构图

浏览次数: 发布日期:2020-05-17 23:41

列管式换热器列管式冷凝器)专业生产厂家无锡天骥化工设备2020年5月17日讯 目前,使用的气体吸取设备大致可分为塔器和其他设备。塔器类主要包括喷淋塔(俗称空塔)、填料塔、板式塔、湍球塔、鼓泡塔等,其他设备也很多,如列管式湿壁吸取器、文丘里喷射吸取器、喷洒式吸取器等。

 

 

 

五类吸取塔
 

 

 

塔器类主要包括喷淋塔(俗称空塔)、填料塔、旋流板式塔、湍球塔、鼓泡塔等。

 

 

 
 

填料塔

 
 

 

结构

 

填料塔是气液互成逆流的连续微分接触式塔型。其结构如图1所示,在塔体内充填一定高度的填料,其下方有支承板,上方为填料压板及液体分布装置。气液两相间的传质通常是在填料表面的液体与气体间的相界面上进行的

塔壳可由陶瓷、金属、玻璃、塑料等制成。必要时在金属简体内衬以防腐材料。为保证液体在整个截面上均匀分布,塔体应具有良好的垂直度。

填料塔的性能优劣,关键取决于填料。

 

特点

 

? 填料塔不仅结构简单,而且有阻力小和便于使用耐腐材料制造等优点,尤其对于直径较小的塔处理有腐蚀性的物料时,填料塔都表现出明显的优越性。

填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料。

 

 
 

板式塔

 
 

 

结构

 

板式塔,是在塔体内设置一层层的板作为气液接触元件,其结构如图2所示。板式塔根据塔板的结构形式分为筛板塔、泡罩塔、浮阀塔等多种形式。其中以对浮阀塔板的研究最多,出现了众多的结构形式。

 

 

1
板塔板上的气液接触元件

 

(a) 泡罩塔板

 

(b)筛板

 

(c) 浮阀塔板

 

气液接触元件是使气体通过塔板时将其均匀分散在液层中进行传质的气体分布装置。它可采用塔板上开筛孔如(筛板塔),或在塔板上开大孔再在孔上覆以具有多种结构特点的元件的方式(如泡罩塔、浮阀塔等)。

 

当气体通过这些元件时,被分散成为许多小股气流,这些气流在液层中鼓泡,使气液剧烈湍动,形成气液接触界面,促进传质过程的进行。

气液接触元件是塔板形式最基本的特征,也往往作为塔板分类的标志。图3所示为三种最典型的气液接触元件所构成的塔板。

 

 

2
有溢流和无溢流板塔

 

 

有溢流板塔

 

在有溢流塔板上,液体由上一块塔板的降液管流到下一块塔板的受液区,然后横向流过塔板,与自塔板小孔中上升的气流接触传质后,进入此块塔板的降液管中流往下块塔板。

 

在塔板上,气液呈错流方式接触。板上的液层高度靠置于板上流体出口端的溢流堰或气流对板上液体的持液能力来保持。这种塔板的效率高,具有一定操作弹性,生产上广为应用。

 

? 无溢流板塔 

 

在无溢流塔板上,气液两相逆向通过塔板上的小孔,气体在塔板上的液层中鼓泡,液体则直接由小孔下落,没有降液管和溢流堰,板上液层高度靠气体托住。

 

塔板上开孔有采用格栅条、大直径筛孔等方式。这种塔板的鼓泡面积所占的比例大,塔板面积利用率高,结构简单,处理能力大,但它的操作弹性较小,生产上采用较少。

 

 

3
旋流板塔

 

旋流板塔是一种较新的吸取装置,具有传质强度高,处理气量大,操作弹性好等优点,其结构如图5所示。

 

 

特点

 

? 筛板塔生产能力较大、塔板效率稳定、操作弹性大,且造价低,检修、清洗方便。

 

筛板塔筛孔易堵塞,不易处理易结焦、粘度大的物料。

 

 

 
 

湍球塔

 
 

 

 

结构

 

湍球塔又称流化填料塔,实际上是填料塔的一种特殊结构形式。在设计上与普通填料塔没有根本的区别,所用的附属设备基本上与普通填料塔相似。其结构如图6所示。

 

湍球塔的填料为空心或实心小球,当气流通过筛板时,小球在塔内湍动旋转,相互碰撞,吸取剂自上向下喷淋,润湿小球表面,进行吸取。

 

由于气、液、固三相接触,小球表面的液膜不断更新,增强了气液之间的接触和传质,提高了吸取效率。

 

 

特点

 

? 气流速度高、处理能力大、设备体积小、吸取效率高。同样气速下,其压降比填料塔小。

 

随小球的运动,有一定程度的返混,塑料小球不能承受高温,易磨损,需经常更换。

 

当塔径较大或静止床层较高时,会出现填料球的流态化不均匀现象,有时甚至把球吹到栅板的一隅造成气流短路,从而恶化了传质。

 

雾沫夹带严重,这种情况下可把塔体做成上大下小的锥形,使塔内气体流速到塔顶时逐渐减小到1~2m/s。

 

 

 
 

喷淋塔

 
 

 

 

结构

 

喷淋塔实际上就是喷洒式吸取器的一种,属于空心式喷洒吸取器。喷淋塔是塔器中出现最早的气液传质设备之一。

为多层逆流喷淋塔,即带有多层喷嘴的塔型。除此之外,还有多种结构形式,如离心式喷淋塔、并流式喷淋塔、液柱塔等。

 

特点

 

结构简单、阻力小、操作简单。

与传统的其他类型的塔相比,处理能力小,因它不能使用较高气速(一般小于1.5m/s),会造成雾沫夹带。

可操作性差,气液传质面积小,液滴内部几乎没有液体的循环,造成液膜的阻力往往会很高。

 

应用

 

喷淋塔只适用于气膜控制的传质,也就是吸取溶解度很大的气体。

 

 
 

喷射鼓泡塔

 
 

 

结构

 

喷射鼓泡塔又称气体喷射鼓泡塔或喷射鼓泡反应器、它是在普通鼓泡塔的基础上发展起来的。由塔体、气体分布器、换热装置和水平多孔隔板组成。

喷射鼓泡塔与板式塔相类似,气相是分散相,所不同的是在这种塔中,气泡还产生了涡流运动,并有内循环的液体喷流作用。

 

 

特点

 

鼓泡塔反应器结构简单、造价低、易控制、易维修、防腐问题易解决,用于高压时无困难。

鼓泡塔内液体返混严重,气泡易产生聚并,故效率较低。

 

 

其他吸取设备
 

 

 

 
 

喷洒式吸取器

 
 

 

 

结构

 

一般建成塔状。塔内既无填料,又无塔板。所以又称喷洒式吸取塔或空心(无填料)吸取塔。操作时,液体由塔顶送人,经过装置在塔内各处的喷嘴,被喷成雾状或雨滴状。

气体由塔的底部进人,与雾状或雨滴状的液体密切接触,并相互作用,以使液体吸取气体中的易溶组分:溶液由塔的底部流出,残气由塔顶逸出。

喷洒式吸取器可分为空心式、高气速并流式及机械式三类。

 

 

1
空心喷洒吸取器

 

在这种吸取器中,气体通常自下而上运动。液体则由装在塔顶的喷洒器呈喇叭状垂直向下喷洒或与水平面成一定角度喷洒。

当塔体较高时,常将喷洒器分层放置。喷洒方向可以是自上而下地直喷或斜喷。也可采取自下而上地喷洒或组合喷洒式。

 

 

特点

 

? 结构简单、选价低廉、具有很低的流体压降,并能用于吸取被玷污严重的气体。

? 效率低

 

 

2
高气速并流式喷洒吸取器

 

 

结构

 

? 第一类,液体喷洒出来时是以液流或液膜的方式流动的,这一类吸取器的工作体积通常是有文丘里管的式样,因此这类吸取器常称做文丘里吸取器。

第二类是气液并流上升的吸取器,无喷嘴的文丘里吸取器可以作为这一类设备的典型代表,如图9所示。

第三类是用高速气流冲出液面实现液体喷洒的设备

 

 

3
机械喷洒吸取器

 

结构

 

此吸取器是利用机械部件的回转作用,使液体分溅四周来实现气液接触的一种喷洒吸取器,它的类型很多。图10所示为带有浸入式转动锥体的吸取器。

 

运作原理

 

气液两相接触系借附有圆锥形喷洒装置的直轴转动将液体喷散,而气体则沿圆盘形槽间曲折孔道通过机械喷洒吸取器,如图中箭头所示。

当液体自上而下通过各层盘形槽流动时,附着于轴上的喷洒装置即将液体截流,而使其依机械喷洒吸取器的截面方向喷洒。

 

 

 
 

文丘里吸取器

 
 

 

 

结构

 

它是由收缩管、喉管和扩散管组成的。

 

特点

 

吸取效率高

 

应用

 

通常用在高温烟气的降温和除尘上,也用在有害气体的洗涤上。

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