Противоточные насадочные декарбонизаторы

Декарбонизаторы насадочного типа представляют собой колонны, в которых на опорные решетки устанавливается упорядоченная (регулярная) или засыпается неупорядоченная насадка. Обрабатываемая вода стекает по насадке сверху вниз, а навстречу ей движется нагнетаемый вентилятором воздух (рис. 1). К наиболее широко применяемым простейшим регулярным насадкам относятся деревянная хордовая насадка и кольцевая (при правильной укладке колец). В некоторых зарубежных странах хордовую насадку выполняют из пластмасс и металла. В качестве элементов в неупорядоченной насадке обычно применяются кольца в виде полых цилиндров, высота которых равна наружному диаметру (кольца Рашига). Помимо колец Рашига существуют и другие виды насадочных тел.

В табл. 1 приведены характеристики некоторых типов неупорядоченной насадки [3].

Таблица 1. Характеристики насадок

Насадки	, м2/м3	, м3/м3	, м	число штук в 1 м3	масса 1 м3, кг
Керамические кольца Рашига 10´10´1,5 мм 15´15´2 мм 25´25´3 мм 35´35´4 мм 50´50´5 мм		0,7 0,7 0,74 0,78 0,785	0,006 0,009 0,015 0,022 0,035
Стальные кольца Рашига 10´10´0,5 мм 15´15´0,5 мм 25´25´0,8 мм 50´50´1 мм		0,88 0,92 0,92 0,95	0,007 0,012 0,017 0,035
Керамические кольца Палля 25´25´3 мм 35´35´4 мм 50´50´5 мм 60´60´6 мм		0,74 0,76 0,78 0,79	0,014 0,018 0,026 0,033
Стальные кольца Палля 15´15´0,4 мм 25´25´0,6 мм 35´35´0,8 мм 50´50´1 мм		0,9 0,9 0,9 0,9	Продолжение табл. 1 0,01 0,015 0,021 0,033
Керамические седла Берля 12,5 мм 25 мм 38 мм		0,68 0,69 0,7	0,006 0,011 0,017
Керамические седла Инталокс 12,5 мм 19 мм 25 мм 38 мм		0,78 0,77 0,775 0,81	0,005 0,009 0,012 0,017

Размер колец Рашига в декарбонизаторах традиционно принимается равным 25´25´3 мм. Кольца засыпаются на поддерживающую решетку, обеспечивающую равномерный слив воды по сечению насадки и равномерное распределение воздуха под решеткой. Решетка обычно располагается на расстоянии 600 мм от дна колонки. Обрабатываемая вода поступает на насадку через водораспределительное устройство, которое обычно представляет собой плиту, имеющую 48 патрубков для слива воды в насадку и 8 патрубков для выхода выпара (увлажненного воздуха, насыщенного десорбированным из воды диоксидом углерода). Высота патрубков для слива воды (над поверхностью плиты) принимается равной 100 мм, а для выпуска выпара – 400 мм. Диаметры патрубков зависят от производительности декарбонизатора.

3. Пример выполнения задания [4]

Рассчитаем насадочный десорбер с кольцами Рашига 25х25 для удаления растворенного углекислого газа из питательной воды системы водоснабжения. Расход исходной жидкости = 79 832 кг/ч; давление в аппарате атмосферное; температура в аппарате = 60 °С; начальное содержание поглощаемого компонента в исходной смеси = 47,72 мг/кг; конечное содержание = 4 мг/кг. Начальное содержание поглощаемого компонента в потоке газа = 0,00046 кг/кг. Насадка уложена внавал.

Рис. 1. Схема насадочного декарбонизатора:

1 – опорная решетка; 2 – слой насадки; 3 – распределитель жидкости

Необходимо определить диаметр аппарата , высоту слоя насадки и расход газового поглотителя при заданной конструкции и размерах насадочных элементов. Окончательный выбор насадки выполняется после технико-экономического анализа.

Схема рассчитываемого декарбонизатора представлена на рис. 1.