Абсорбция газов в аппаратах с волокнистой насадкой

• Автор: Грибкова, Евгения Валерьевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Теоретические и практические аспекты применения насадочных аппаратов и волокнистых фильтровтуманоуловителей в технологических системах очистки газовых выбросов

1.1 Абсорбция в насадочных колоннах

1.1.1 Физическая сущность процесса абсорбции

1.1.2 Классификация аппаратов колонного типа

1.1.3 Принципиальные схемы абсорбционных установок

1.1.4 Основные факторы, влияющие на процесс абсорбции.

1.1.5 Конструкции абсорберов

1.2 Современные насадочные колонны.

1.2.1 Основные геометрические характеристики насадок

1.2.2 Классификация насадок.

1.2.3 Конструкции насадок.
1.2.4 Гидродинамика насадочных колонн
1.3 Гидравлическое сопротивление и эффективность насадочных
колонн
1.3.1 Гидравлическое сопротивление насадочных колонн
1.3.2 Эффективность массообмена.
1.3.3 Способы интенсификации массообмена в насадочных
колоннах.
1.4 Волокнистые фильтрытуманоуловители.
1.4.1 Классификация волокнистых фильтровтуманоуловителей.
1.4.2 Методы расчета гидравлического сопротивления и эффективности каплеулавливания в высокоскоростных туманоуловителях.
1.5 Методы расчета абсорбции в насадочных аппаратах.

Стр.
Выводы по главе 1
ГЛАВА 2. Экспериментальные установки и методики проведения испытаний
2.1 Описание экспериментальной установки абсорбера с волокнистой насадкой.
2.2 Описание экспериментальной установки для исследования аэродинамических характеристик насадки из сетки трикотажного
плетения.
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. Результаты экспериментальных исследований.
3.1 Результаты экспериментальных исследований абсорбера
с волокнистой насадкой.
3.1.1 Результаты гидродинамических испытаний.
3.1.2 Результаты массообменных испытаний
3.2 Результаты экспериментальных исследований аэродинамических
характеристик насадки из сетки трикотажного плетения.
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. Анализ и обработка результатов экспериментальных исследований
4.1 Анализ и обработка результатов экспериментальных исследований абсорбера с волокнистой насадкой.
4.1.1 Анализ и обработка результатов гидродинамических испытаний.
4.1.2 Анализ и обработка результатов массообменных испытаний.
4.1.3 Методика и алгоритм инженерного расчета абсорберов
с волокнистой насадкой.
4.1.4 Оценка относительных энергозатрат на проведение процесса
массообмена в абсорберах с волокнистой насадкой
4.2 Анализ и обработка результатов экспериментальных
Стр.
исследований насадки из сетки трикотажного плетения
Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. Комплексная очистка отходящих газов от взвешенных частиц и газообразных компонентов в волокнистых фильтрахтуманоуловителях
5.1 Описание экспериментальной установки промышленного
волоки истого фил ьтрату маноуловителя.
5.2 Результаты экспериментальных исследований промышленного волокнистого фил ьтрату маноуловителя
5.3 Анализ и обработка результатов экспериментальных исследований промышленного волокнистого фильтратуманоуловителя
5.4 Рекомендации но расчету волокнистых фильтровтуманоуловителей
в случае поглощения плохо и хорошо растворимых газов
Выводы по главе 5.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В приложениях содержатся документы, подтверждающие научную ценность работы. ГЛАВА 1. Абсорбция процесс избирательного поглощения компонентов газовой смеси жидким поглотителем абсорбентом 1,2. Процесс поглощения происходит в том случае, когда парциальное давление извлекаемого компонента в газовой смеси выше, чем в жидком, абсорбенте, вступающем в контакт с этим газом. Различие в парциальном давлении извлекаемого компонента в газе и жидкости является движущей силой, под действием которой происходит поглощение абсорбция данного компонента жидкой фазой из газовой фазы. Чем больше эта движущая сила, тем интенсивнее переходит этот компонент из газовой фазы в жидкую. По своей природе различают два вида абсорбции физическую, при которой извлечение компонентов из газа происходит благодаря их растворимости в абсорбентах, и химическую хемосорбцию, основанную на химическом взаимодействии извлекаемых компонентов с активной частью абсорбента. Скорость физической абсорбции определяется диффузионными процессами, скорость хемосорбции зависит от скорости диффузии и химической реакции. Процесс абсорбции обратимый, поэтому он используется не только для получения растворов газов в жидкостях, но и для разделения газовых смесей десорбция. При выборе абсорбента учитывают состав разделяемого газа, давление и температуру процесса, производительность установки. Выбор абсорбента определяется также его селективностью избирательностью, поглотительной способностью абсорбционной емкостью, коррозионной активностью, стоимостью, токсичностью и другими факторами 7, 8. При физической абсорбции обычно используют в качестве абсорбента воду, а также органические растворители и неорганические, не реагирующие с извлекаемыми компонентами и их водными растворами. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей, органические вещества и водные суспензии различных веществ 9. Например, для поглощения СОг применяют воду, метанол, водные растворы едких щелочей ЫаОН, КОН, карбонатов ЫагСОз, К2СО3, этаноламинов, аммиака и др. Методы поглощения СО2 посредством физической абсорбции не дают высокой степени извлечения, поэтому их применяют при высоком содержании двуокиси углерода в газовой смеси, В качестве поглотителей применяют воду метанол процесс ректизол и ацетон. Для поглощения СО2 путем хемосорбции используют водные растворы едкого натра, карбонатов щелочных металлов На2С, К2СО3, аммиака и этаноламина. Обозначим парциальное давление поглощаемого компонента в газовой фазе через рг Па, а парциальное давление того же компонента в газовой фазе, находящейся в равновесии с абсорбентом, через р Па. Если рг р, то компонент газа переходит в жидкость, т. Если рг рр, то поглощенные компоненты газа переходят из абсорбента в газовую фазу, т. Рис. Поскольку парциальное давление компонента пропорционально его концентрации, то движущая сила процесса абсорбции или десорбции может быть выражена также через разность концентраций компонента в газовой Ау уур или жидкой фазе Ах х хр, где у х рабочая концентрация компонента в ядре потока газовой жидкой фазы, мольная доля ур хр концентрация компонента для газовой жидкой фазы, равновесная с рабочей концентрацией компонента в жидкой газовой фазе, мольная доля. МтКр Р ргрр Ку Р уур Кх Гхрх, 1. Лт количество вещества, поглощаемого в единицу времени при абсорбции, или выделяемого при десорбции, кгч Т7 поверхность контакта газовой и жидкой фаз, м2 К коэффициент массопередачи при абсорбции, зависящей от гидродинамического режима процесса и физикохимических свойств системы, кгм Пач или кгм ч. Для контактирования потоков пара газа и жидкости в процессе абсорбции применяются аппараты различных конструкций, среди которых наибольшее распространение получили вертикальные аппараты колонного типа. В зависимости от применяемого давления колонные аппараты подразделяют на атмосферные, вакуумные и колонны, работающие под давлением . По типу внутренних контактных устройств различают тарельчатые, насадочные и пленочные колонные аппараты 1, . Рис. В тарельчатых аппаратах рис. В насадочных колоннах рис.