Насадочный абсорбер

 

Область использования: предложенный насадочный абсорбер может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности 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 обьему 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4939988/26 (22) 22,04,91 (46) 23.04,93. Бюл. М 15 (71) Волгоградский политехнический институт (72) А.Б,Голованчиков, М,Ю.Ефремов, Н.В.Тябин, В.М.Горелик и А.В.Овод (56) Рамм В.М, Абсорбция газов. — М.: Химия, 1976, с. 655.

Авторское свидетельство СССР

М 1664379, кл. В 01 0 53/18. 1989. (54) НАСАДОЧНЫЙ АБСОРБЕР (57) Область использования: предложенный насадочный абсорбер может найти. применение в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях проИзобретение 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 массопередачи.

На чертеже изображена схема насадочного абсорбера предлагаемой конструкции.

Насадочный абсорбер состоит из вертикального корпуса 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 газового потока и патрубками входа 4 и выхода 5 жидкого абсорбента, опорной решетки 6, на которой насыпана насадка 7, „„Я „„1810102 А1

rsi)s В 01 J 19/32; В 01 0 3/32 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.

1810102 поднимающегося снизу вверх. В результате электрического взаимодействия на поверхности контакта фаз потока газа и жидкого абсорбента скорость массопередачи извлекаемого газового компонента в жидкость увеличивается, а значит возрастает степень разделения.

Пример 1. В лаборатории процессов и аппаратов химических производств изготовлен насадочный абсорбер предлагаемой конструкции. Корпус 1 абсорбера диаметром 40 мм и высотой 100 мм выполнен из стеклянной трубы. Днище и крышка с патрубками 2, 3, 4 и 5 выполнены из полиэтилена, опорная решетка 6 также изготовлена из полиэтилена. Насадка 7 в виде колец Рашига диаметром 6 мм и такой же высоты выполнена иэ стальной нержавеющей трубки толщиной 1 мм. Высота насадки 60 мм.

Электрод 9 изготовлен иэ нержавеющей листовой стали и представляет собой диск толщиной 2 мм диаметром 37 мм, равномерно перфорированный по поверхности отверстиями диаметром 4 мм.

Ионизатор 8 представляет собой разрядную камеру, выполненную в виде металлической трубки длиной 200 мм диаметром

25 мм с осесимметрично установгенной в ней проволокой диаметром 2 мм. В качестве высоковольтного источника напряжения используется разрядник, состоящий из катушки Румкорфа и высоковольтного выпрямителя.

Электрод 9 через провод 10 соединен с источником постоянного тока ВС-24М с максимальным напряжением до 30 В. В разрядной камере.ионизатора 8 максимальная разность потенциалов 20 кВ. позволяющая создать коронный разряд. В зависимости от полюсов на проволоке и металлической трубке газовый поток приобретал при коронном разряде избыточный положительный или отрицательный заряд, Результаты экспериментальных йсследований на аммиачно-воздушной смеси приведены в табл. 1.

Расход воды и воздуха поддерживались во всех опытах постоянными; воды

22,4х10 кмоль/с, воздуха 4,3х10 кмоль/с, концентрация аммиака 1.2х10 кмоль/кмоль, гз давление 1 атм. Для сравнения в таблице приведены экспериментальные результаты для процессов абсорбции в обычном насадочном абсорбере без ионизации газового потока, в абсорбере с ионизацией газового потока, но беэ подачи потенциала на электрод 9 и в предлагаемом насадочном абсорбере с предварительной иони=зцией газового потока и подачей на электрод 9 потенциала противоположного по знаку потенциала на электроде-проволоке разрядной камеры иониэатора 8.

Степень разделения определялась по формуле

X = — — х 100Я,, Сн С»

С» где С вЂ” начальная концентрация аммиака в воздухе, С = 1,2 х 10 кмоль/кмоль;

С» — конечная концентрация аммиака в воздухе на выходе из. абсорбера (см. табл. 1).

Как видно из табл. 1, установка над электропроводной насадкой электрода-диска с возможностью подачи на него потенциала противоположного знаку избыточного заряда газового потока позволяет увеличить степень разделения на 11-12, а по сравнению с насадочным абсорбером, работающим в промышленном режиме беэ иониэации газового потока на 45-47 .

Пример 2. Экспериментальные исс25 ледования проводились в том же насадочном абсорбере, описанном в примере 1 при тех же параметрах температуры, давления, Однако исследовалось поглощение плохо растворимого в воде хлора, который пол30 учался при нагревании двуокиси марганца с концентрированной соляной кислотой. Расход воздуха 1,2 х 10 кмоль/с, начальная

-5 концентрация хлора в воздухе 1,4 х 10

KMoRь/кмоль. Расход воды во всех опытах

1,4 х10

Как видно из табл. 2 предварительная ионизация газового потока отрицательным избыточным зарядом и установка над злектропроводной насадкой электрода-диска с

40 подачей на него положительного заряда увеличивает степень разделения 30,8 (пункт 2) до 43 — 45,6 (пункт 1), т.е. возрастает на 6 —.11, а по сравнению с насадочным абсорбером без ионизации газового потока

45 (пункт 3) более чем 1,5 раза.

Таким образом, выполнение насадки в абсорбере из электропроводного материала и установка на ее поверхности электрода в виде перфорированного диска позволяет

50 увеличить степень разделения как для предварительно ионизированного газового потока, так и электронейтрального газового потока на 6-47 .

Формула изобретения

Насадочный абсорбер, содержащий вертикальный корпус с входом и выходом газового потока и жидкого абсорбента, опорную решетку, на которой размещены насадка и иони атор, установленный на вхо1810102 де газового потока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества разделения эа счет увеличения скорости массопередачи, насадка выполнена из электропроводного

5 материала. на поверхности которого установлен электрод в виде перфорированного диска.

Таблица1

Абсорбция аммиака в насадочном абсорбере

Тип абсорбера

Степень разделения, 7

81,2

82,6

82,7

2,14

2,09

2,08

8

10 кВ

"плюс"

"мин с"

70,0

10 кВ

3,67

"плюс"

55,6

5,32

Таблица2

Абсорбция хлора водой в насадочном абсорбере

Степень раз-, деления, 7ь

Напряжение, В, и знак потенциала на электроде-диске

Тип абсорбера

10 кВ

"плюс"

"плюс"

40,8

8.3

10 кВ

30,6

9,6

Предлагаемый насадочный абсорбер

Известный насадочный абсорбер с ионизацией газового потока на вхо е

Насадочный абсорбер без иониэа ии газового потока

Предлагаемый абсорбер

Известный насадочный абсорбер с ионизацией газового потока на вхо е

Насадочный абсорбер беэ иониэа ии газового потока

Напряжение в ионизаторе, кВ, и знак потенциала на электродепроволоке

Напряжение

B ионизаторе, кВ, и знак потенциала на электродепроволоке

Напряжение, В, и знак потенциала на электроде-диске

Концентрация аммиака на выходе из абсорбера

Сн, KMohb/кмоль х10

Концентрация аммиака на выходе из абсорбера

Сн кмоль/кмоль х10

8,0 7,6

7,5

7.5

43.0

45,7

46,5

46,5

1810102

Составитель А.Голованчиков

Техред М. Моргентал Корректор M. Керецман

Редактор

Заказ 1407 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101