廢氣吸收塔的種類及原理

作者：wbj   添加時間：2016-08-18 12:42:53   瀏覽：

廢氣吸收塔的種類：

吸收塔是實現吸收操作的設備。按氣液相接觸形態分為三類。第一類是氣體以氣泡形態分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收塔；第二類是液體以液滴狀分散在氣相中的噴射器、文氏管、噴霧塔；第三類為液體以膜狀運動與氣相進行接觸的填料吸收塔和降膜吸收塔。

塔內氣液兩相的流動方式可以逆流也可并流。通常采用逆流操作，吸收劑以塔頂加入自上而下流動，與從下向上流動的氣體接觸，吸收了吸收質的液體從塔底排出，凈化后的氣體從塔頂排出。

工業吸收塔應具備以下基本要求：

◇ 塔內氣體與液體應有足夠的接觸面積和接觸時間。

◇ 氣液兩相應具有強烈擾動，減少傳質阻力，提高吸收效率。

◇ 操作范圍寬，運行穩定。

◇ 設備阻力小，能耗低。

◇ 具有足夠的機械強度和耐腐蝕能力。

◇ 結構簡單、便于制造和檢修。

幾種常用的吸收塔

1．填料塔

它由外殼、填料、填料支承、液體分布器、中間支承和再分布器、氣體和液體進出口接管等部件組成，塔外殼多采用金屬材料，也可用塑料制造。

填料是填料塔的核心，它提供了塔內氣液兩相的接觸面，填料與塔的結構決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機械強度、密度小、價格低廉等。常用的填料有拉西環、鮑爾環、弧鞍形和矩鞍形填料，20世紀80年代后開發的新型填料如QH—1型扁環填料、八四內弧環、刺猬形填料、金屬板狀填料、規整板波紋填料、格柵填料等，為先進的填料塔設計提供了基礎。

填料塔適用于快速和瞬間反應的吸收過程，多用于氣體的凈化。該塔結構簡單，易于用耐腐蝕材料制作，氣液接觸面積大，接觸時間長，氣量變化時塔的適應性強，塔阻力小，壓力損失為300—700Pa，與板式塔相比處理風量小，空塔氣速通常為0．5—1．2m/s，氣速過大會形成液泛，噴淋密度6—8m3/(m2，h)以保證填料潤濕，液氣比控制在2—10L/m3。填料塔不宜處理含塵量較大的煙氣，設計時應克服塔內氣液分布不均的問題。

2．湍球塔

它是填料塔的一種特殊形式，運行時塔內填料處于運動狀態，以強化吸收過程。在塔內柵板間放置一定數量的輕質小球填料(直徑29—38mm)，吸收劑自塔頂噴下，濕潤小球表面，氣體從塔底進入，小球被吹起湍動旋轉，由于氣、液、固三相充分接觸，小球表面液膜不斷更新，增加了吸收推動力。提高了吸收效率。

該塔制造、安裝、維修較方便，可以用大小、質量不同的小球改變操作范圍。該塔處理風量較大，空塔氣速1．5—6．0m/s，噴淋密度20—110m3/(m2?h)，壓力損失1 500—3 800Pa，而且還可處理含塵氣體。其缺點是塑料小球不能承受高溫，小球易裂(一般0．5—1年)，需經常更換，成本高。

3．板式塔

板式塔是在塔內裝有一層層的塔板，液體從塔頂進入。氣體從塔底進入，氣液的傳質、傳熱過程是在各個塔板上進行。板式塔種類很多。大致可分為二類：一類是降液管式，如泡罩塔、篩孔板塔、浮閥塔、S形單向流板塔、舌形板塔、浮動噴射塔等；另一類是穿流式板塔，如穿流柵孔板塔(淋降板塔)、波紋穿流板塔、菱形斜孔板塔、短管穿流板塔等。

(1)篩孔板塔

篩孔直徑一般取5～10mm，篩孔總面積占篩板面積的10％～18％。為使篩板上液層厚度保持均勻，篩板上設有溢流堰，液層厚度一般為40mn左右，篩板空塔風速約為1．0～3．5m／s，篩板小孔氣速6～13m／s，每層篩板阻力300～600Pa。篩孔板塔主要優點是構造簡單，處理風量大，并能處理含塵氣體。不足之處是篩孔堵塞清理較麻煩，塔的安裝要求嚴格，塔板應保持水平；操作彈性較小。

(2)斜孔板塔

斜孔板塔是篩孔板塔的另一形式。斜孔寬10～20m，長10～15mm，高6mm。空塔氣流速度一般取1～3．5m／s，篩孔氣流速度取10～15m/s。氣體從斜孔水平噴出，相鄰兩孔的孔口方向相反，交錯排列，液體經溢流堰供至塔板(堰高30mm)，與氣流方向垂直流動，造成氣液的高度湍流，使氣液表面不斷更新，氣液充分接觸，傳質效果較好，凈化效率高，同時可以處理含塵氣體，不易堵塞，每層篩板阻力約為400～600Pa。該塔結構比篩孔板塔復雜，制造較困難，安裝要求嚴格，容易發生偏流。

(3)文氏管吸收器

文氏管吸收器通常由文氏管、噴霧器和旋風分離器組成，操作時將液體霧化噴射到文氏喉管的氣流中，氣流速度為60～100m／s，處理100m3／min的廢氣需液體霧化噴人量為40L／min。文氏管吸收器結構簡單、設備小、占空間少、氣速高、處理量大、氣液接觸好、傳質較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物。但因氣液并流，氣液接觸時間短，不適合難溶或反應速度慢的氣液吸收，而且壓力損失大(800～9000h)，能耗高。

填料塔的吸收設計

absorption tower(column) 用以進行吸收操作的塔器。利用氣體混合物在液體吸收劑中溶解度的不同，使易溶的組分溶于吸收劑中，并與其他組分分離的過程稱為吸收。操作時，從塔頂噴淋的液體吸收劑與由塔底上升的氣體混合物在塔中各層填料或塔盤上密切接觸，以便進行吸收。伴有化學反應的吸收叫化學吸收。按吸收時氣液作用方式吸收塔可分為表面式、膜式、噴淋式和鼓泡式等。