Aparat absorpcyjny - Polski Serwis Naukowy

1a - króciec doprowadzający gaz
1b - króciec doprowadzający ciecz
2 - odprowadzenie cieczy zawierającej pochłonięty gaz
3 - komora absorpcyjna
4 - wypełnienie absorbera, np. (pierścienie Raschiga)

Aparat absorpcyjny (absorber) − sprzęt laboratoryjny lub urządzenie przemysłowe, służące do pochłaniania (absorpcji) niektórych składników mieszaniny gazowej przez ciecz.

Wymiennik ciepła – urządzenie służące do wymiany energii cieplnej pomiędzy dwoma jej nośnikami, tj. substancjami będącymi w stanie ciekłym lub gazowym.

Pierścienie Raschiga – rodzaj wypełnienia kształtkowego wymienników masy, takich jak kolumna rektyfikacyjna lub kolumna absorpcyjna, stosowanych w instalacjach przemysłu chemicznego. Nazwa pierścieni pochodzi od nazwiska ich wynalazcy, niemieckiego chemika Friedricha Raschiga.

Służyć może zarówno do oczyszczania gazów, jak i wychwytywania z mieszanin gazowych pożądanych składników. Absorber działa na zasadzie absorpcji gazu w cieczy, która w urządzeniu płynie najczęściej w przeciwprądzie do gazu.

Rodzaje absorberów

Absorber powierzchniowy

W tego typu absorberze występuje ograniczenie powierzchni pomiędzy fazami jedynie do powierzchni swobodnej cieczy. Pod względem konstrukcyjnym jest to zazwyczaj ceramiczny aparat naczyniowy, nazywany również turylem. Tego typu absorbery łączy się w baterię dzięki czemu zwiększa się ich sumaryczną wydajność. Przepływ gazu i cieczy w tym rodzaju absorbera jest przeciwprądowy.

Linia śrubowa (helisa) to krzywa trójwymiarowa zakreślona przez punkt poruszający się ze stałą prędkością po tworzącej walca lub stożka, który obraca się jednocześnie ze stałą prędkością kątową wokół swej osi.

Króciec - krótka rurka lub rura (często z kołnierzem) przymocowana (wspawana, wtopiona, przykręcona) do naczynia, zbiornika, aparatu albo urządzenia, do której przyłącza się wąż lub rurę doprowadzającą bądź odprowadzającą substancję lub czynnik. Króciec umożliwia też wprowadzanie do aparatu różnych narzędzi i przyrządów (AKPiA aparatura kontrolno-pomiarowa i automatyka).

Absorber błonkowy

Absorbent spływa w dół urządzenia, sam proces zachodzi na powierzchni filmu. Gaz może przepływać zarówno przeciw-, jak i we współprądzie. Aparaty absorpcyjne tego typu dzieli się na:

Absorbery rurkowe - podobne w budowie do płaszczowo-rurowych wymienników ciepła. Absorbent spływa filmem na wewnętrznej powierzchni rur, natomiast gaz porusza się przeciw- bądź we współprądzie. Rury absorpcyjne można ogrzewać bądź chłodzić doprowadzając odpowiedni czynnik termodynamiczny do przestrzeni międzyrurowej.
Absorbery płytowe - w formie prostokątnej wieży z pionowymi płytami, czasami obciągniętymi materiałem. Absorbent spływa po powierzchni płyt, a gaz w przestrzeni międzypłytowej.
Absorbery kaskadowe - absorbent spływa filmem po przegrodach ukształtowanych w dowolny sposób.

Absorber z wypełnieniem

Zbudowany w formie kolumny o przekroju kołowym z wypełnieniem zwiększającym powierzchnię wymiany pomiędzy cieczą i gazem. Najpopularniejszy typ w przemyśle ze względu na prostą budowę i odporność na korozję. Podobnie jak w przypadku absorberów powierzchniowych łączy się je w baterie.

Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.

Czynnik termodynamiczny – substancja ciekła lub gazowa przenosząca ciepło pomiędzy jego źródłami w maszynach cieplnych. Ze względu na zastosowanie do ogrzewania lub chłodzenia używa się nazw: czynnik grzewczy albo chłodniczy (chłodziwo).

Absorber natryskowy

Rodzaj absorbera kolumnowego, w przeciwieństwie jednak do absorbera z wypełnieniem w kolumnie nie ma wypełnienia. Absorbent jest rozpylany za pomocą dysz, a następnie opadając styka się z gazem. Podtypem absorbera natryskowego jest absorber cyklonowy mokry. Wyróżnia go króciec doprowadzający gaz, który jest usytuowany stycznie do kolumny. Przepływ gazu następuje wzdłuż linii śrubowej.

Absorber barbotażowy

W absorberze tym absorbowany gaz przepływa w postaci pęcherzyków poprzez warstwy absorbentu. Dzielimy na:

kolumnowe - absorpcyjne kolumny półkowe (dzwonowe, sitowe, rusztowe).
naczyniowe - występują z mieszadłem mechanicznym. Gaz doprowadzany jest poniżej mieszadła poprzez bełkotkę, porowatą płytkę rurę współosiową otaczającą wał lub poprzez wydrążony wał.
mechaniczne - powierzchnię międzyfazową uzyskuje się poprzez mieszadła powodujące rozdrobnienie cieczy lub wytworzenie stale odnawianej warstewki filmu. Stosuje się, gdy ilość absorbentu jest mała w porównaniu z ilością gazu.

Bibliografia

Praca zbiorowa: Chemia. Małgorzata Wiśniewska (red.). Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2001, seria: Encyklopedia dla Wszystkich. ISBN 8320425905.