Насадочный абсорбер

СОЮЗ СОВ ГТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ(9) (11) ЕСПУВЛИК 3 19/32; В 01 О 3/ АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТ стиов,: Х нный приской, проНа чертеже из ного абсорбера прНасадочный аб кального корпуса выхода 3 газового да 4 и выхода 5 жид решетки 6, на кото ГОсудАРстВеннОе пАтентнОеВЕДОМСТВО СССР(57) Область использования: предложнасадочный абсорбер может найтменение в химической, нефтехимичметаллургической и других отрасля Изобретение относится к устройствам для массообменных процессов, а именно селективному поглощению одного из компонентов газовой смеси жидким абсорбентом, в частности, водой, и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности и в экологии при очистке дымовых газов разных производств,Целью изобретения является повышение качества разделения очищаемого газа за счет увеличения скорости массопередаображена схема наоадочедлагаемой конструкции. сорбер состоит из вертис патрубками входа 2 и потока и патрубками вхокого абсорбента, опорной рой насыпана насадка 7,мышленности и в экологии при очистке дымовых газов разных производств. Сущность изобретения; насадочный абсорбер опорной решетки, на которой размещена насадка и ионизатор, установленный на входе газового потока. Насадка выполнена из электропроводного материала и на ее поверхности установлен электрод в виде перфорированного диска. Насадка из электропроводного материала позволяет передать равномерно по всему ее объему избыточный заряд от электрода и вести процесс абсорбции в электрическом поле, что уменьшает сопротивление массопередачи на границе раздела фаз и позволяет увеличить степень разделения, 2 табл., 1 ил. выполненная из электропроводного материала, ионизатор 8 соединен с патрубком входа 2 газового потока. На поверхности насадки 7 установлен электрод 9 в виде перфорированного диска. соединенный с проводом 10,Насадочный абсорбер работает следующим образом,Поток газа перед подачей в корпус 1 абсорбера через патрубок 2 ионизируется и получает одноименный("плюс" или "минус") избыточный заряд в ионизаторе 8. Электрод 9 присоединен через провод 10 к противоположному полюсу источника постоянного тока. Жидкий абсорбент подается в корпус 1 по патрубку 4 и проходя сквозь отверстия в диске-электроде 9, стекая сверху вниз на насадке получает от него избыточный заряд по знаку противоположный избыточному заряду ионизированного газового потока.поднимающегося снизу вверх. В результатеэлектрического взаимодействия на поверхности контакта фаз потока газа и жидкогоабсорбента скорость массопередачи извлекаемого газового компонента в жидкостьувеличивается, а значит возрастает степеньразделения.П р и м е р 1. В лаборатории процессови аппаратов химических производств изготовлен насадочный абсорбер предлагаемойконструкции. Корпус 1 абсорбера диаметром 40 мм и высотой 100 мм выполнен изстеклянной трубы. Днище и крышка с патрубками 2, 3, 4 и 5 выполнены из полиэтилена, опорная решетка 6 также изготовлена изполиэтилена. Насадка 7 в виде колец Рашига диаметром 6 мм и такой же высоты выполнена иэ стальной нержавеющей трубкитолщиной 1 мм. Высота насадки 60 мм,Электрод 9 изготовлен иэ нержавеющей листовой стали и представляет собой диск толщиной 2 мм диаметром 37 мм, равномерноперфорированный по поверхности отверстиями диаметром 4 мм.Ионизатор 8 представляет собой разрядную камеру, выполненную в виде металлической трубки длиной 200 мм диаметром25 мм с осесимметрично установленной вней проволокой диаметром 2 мм. В качествевысоковольтного источника напряженияиспользуется разрядник, состоящий из катушки Румкорфа и высоковольтного выпрямителя.Электрод 9 через провод 10 соединен систочником постоянного тока ВСМ с максимальным напряжением до 30 В. В разрядной камере.ионизатора 8 максимальнаяразность потенциалов 20 кВ. позволяющаясоздать коронный разряд. В зависимости отполюсов на проволоке и металлическойтрубке газовый поток приобретал при коронном разряде избыточный положительный или отрицательныйзаряд,Результаты экспериментальных исследований на аммиачно-воздушной смесиприведены в табл, 1.Расход воды и воздуха поддерживались во всех опытах постоянными; воды22,4 х 10 кмоль/с, воздуха 4,3 х 10 кмоль/с,концентрация аммиака 1.2 х 10 кмоль/кмоль,гздавление 1 атм. Для сравнения в таблице приведены экспериментальные результаты дляпроцессов абсорбции в обычном насадочном абсорбере без ионизации газового потока, в абсорбере с ионизацией газовогопотока, но беэ подачи потенциала на электрод 9 и в предлагаемом насадочном абсорбере с предварительной иони:зцией газовогопотока и подачей на электрод 9 потенциалапротивоположного по знаку потенциала на электроде-проволоке разрядной камерыиониэатора 8.Степень разделения определялась поформуле5Х = -- х 1007 ь,Сн - Ск Скгде Сн - начальная концентрация аммиака ввоздухе,Сн = 1,2 х 10 з кмоль/кмоль;С - конечная концентрация аммиакав воздухе на выходе из.абсорбера (см.табл. 1).Как видно из табл, 1, установка над электропроводной насадкой электрода-диска свозможностью подачи на него потенциалапротивоположного знаку избыточного заряда газового потока позволяет увеличить степень разделения на 11-12 , а посравнению с насадочным абсорбером, работающим в промышленном режиме беэиониэации газового потока на 45-47 о ,П р и м е р 2. Экспериментальные исс 25 ледования проводились в том же насадочном абсорбере, описанном в примере 1 притех же параметрах температуры, давления,Однако исследовалось поглощение плохорастворимого в воде хлора, который пол 30 учался при нагревании двуокиси марганца сконцентрированной соляной кислотой. Расход воздуха 1,2 х 10 кмоль/с, начальная-5концентрация хлора в воздухе 1,4 х 10кмоль/кмоль, Расход воды во всех опытах1,4 х 10Кэк видно из табл. 2 предварительнаяионизация газового потока отрицательнымизбыточным зарядом и установка над злектропроводной насадкой электрода-диска с40 подачей на него положительного зарядаувеличивает степень разделения 30,8%(пункт 2) до 43 - 45,6(пункт 1), т.е. возрастает на 6 - .11 , а по сравнению с насадочнымэбсорбером без ионизации газового потока45 (пункт 3) более чем 1,5 раза.Таким образом, выполнение насадки вабсорбере из электропроводного материалаи установка на ее поверхности электрода ввиде перфорированного диска позволяет50 увеличить степень разделения как для предварительно ионизированного газового потока, так и электронейтрального газовогопотока на 6 - 47 о .Формула изобретенияНасадочный абсорбер, содержащийвертикальный корпус с входом и выходомгазового потока и жидкого абсорбента,опорную решетку, на которой размещенынасадка и иониатор, установленный на вхо1810102 де газового потока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества разделения эа счет увеличения скорости массопередачи, насадка выполнена из электропроводного5 материала. на поверхности которого установлен электрод в виде перфорированногодиска. Таблица 1 Абсорбция аммиака в насадочном абсорбере Тип абсорбера Степень разделения, ОЬ 81,2 82,6 82,7 2,14 2,09 2,08 4 8 12 10 кВ"плюс" 55,6 0 5,32 Таблица 2 Абсорбция хлора водой в насадочном абсорбере Степень раз-,деления,Тип абсорбера 10 кВ"плюс" 40,8 8.3 10 кВ 30,6 9,6 0 0 Предлагаемый насадочныйабсорбер Известный насадочный абсорбер с ионизацией газовогопотока на вхо е Насадочный абсорбер безиониэа ии газового потока Предлагаемый абсорбер Известный насадочный абсорбер с ионизацией газовогопотока на вхо е Насадочный абсорбер беэиониэа ии газового потока Напряжение в ионизаторе, кВ, и знак потенциала на электроде- проволоке Напряжение в ионизаторе, кВ, и знак потенциала на электроде- проволоке Напряжение, В, и знак потенциала на электроде-ди- ске Напряжение, В, и знак потенциала на электроде-ди- ске 5 10 15 20 Концентрация аммиака на выходе из абсорбераСн, КМОЛЬ/КМОЛЬх 10 Концентрация аммиака на выходе из абсорбера Сн КМОЛЬ/КМОЛЬ х 101810102 б оставитель А.Голованчиковхред М. Моргентал Корректор М. Керец Редактор каз 1407 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101