У плівкових абсорберах газ і рідина стикаються на поверхні поточної рідкої плівки. Перебіг плівки відбувається по вертикальних поверхнях, що представляє собою труби або пластини. Відомі три типи плівкових абсорберів:
трубчасті абсорбери, в яких плівка стікає по внутрішній поверхні вертикальних труб;
абсорбери з листової (плоско-паралельної) насадкою, в яких плівка стікає по обох поверхнях вертикальних пластин;
абсорбери з висхідним (зверненим) рухом плівки.
Апарати перших двох типів працюють при противотоке газу і рідини (газ рухається з низу вгору назустріч стікає по поверхні плівці); вони можуть працювати при низхідному прямоток (газ і рідина рухаються зверху вниз). Абсорбери третього типу працюють при висхідному прямоток (газ і рідина рухаються знизу вгору).
Рис. 1 Зрошувальний поверхневий абсорбер з водяним охолодженням
Рис. 2 Поверхневий абсорбер з графіту (пластинчастий) водяним охолодженням
Трубчасті абсорбери, а також абсорбери з висхідним рухом плівки можуть застосовуватися при одночасному відведенні тепла в процесі абсорбції; по розвивається в одиниці об'єму поверхні зіткнення фаз і за інтенсивністю массопередачи ці абсорбери значно перевершують поверхневі.
Гідравлічний опір трубчастих абсорберів і абсорберів з листової насадкою навіть при порівняно великих швидкостях газу (4-5 м / с) невелика. Абсорбери з висхідним рухом плівки, що працюють при високих швидкостях газу (понад 15-20 м / с),-високоінтенсивні апарати, але в той же час володіють значним гідравлічним опором.
В даний час плівкові абсорбери застосовуються порівняно рідко, з них найбільш поширені трубчасті абсорбери, використовувані для поглинання добре розчинних газів (NCl, NH3) з концентрованих газових сумішей при одночасному відведенні тепла. Перспективним слід вважати абсорбери з листової насадкою, а також абсорбери з низхідним і висхідним прямотоком, що працюють при високих швидкостях газу.
Рис. 3. Плівкові абсорбери перших двох типів:
а) трубчастий, б) з листової насадкою;
1-труби; 2-трубні решітки; 3-пластини; 4-розподільчий пристрій.
Трубчасті плівкові абсорбери (рис. 3, а). Такі абсорбери виконують у вигляді кожухотрубних (вертикально-зрошувальних) теплообмінників, які складаються з вертикального пучка труб 1, закріплених в трубчастих решітках 2. Для подачі зрошувальної рідини до стінок труб служать спеціальні пристрої. У міжтрубному просторі абсорбера рухається охолоджуюча рідина (зазвичай вода) для відведення виділяється при абсорбції тепла.
Абсорбери з листової насадкою (рис. 3, б). Ці абсорбери представляють собою колони з насадкою у вигляді вертикальних пластин 3 (плоско-паралельна насадка) з того чи іншого твердого матеріалу (метал, дерево, пластичні маси) або туго натягнутих полотнищ з тканини (1-4). У верхній частині апарату знаходиться рідина пристрої 4, рівномірно зрошують кожну пластину з обох сторін.
Застосовують також пакетні насадки, що складаються по висоті з окремих пакетів; ці пакети в свою чергу складені їх паралельних пластин. У літературі (2) описано прилад, в якому розміщена насадка у вигляді укладених хрест-навхрест пакетів висотою 1000 і 80 мм. Високі і низькі пакети чергуються по висоті апарату. Для кращого розподілу рідини по насадці пластини низьких пакетів обтягнуті металевою сіткою. За характером пакетна насадка близька до хордових.
Установка зловив нормальної роботи абсорберів з листової насадкою є строго вертикальна пластин і рівномірний розподіл орошающей рідини.
Абсорбери з висхідним рухом плівки, були запропоновані Семеновим. Принцип дії апаратів цього типу заснований на тому, що при досить високих швидкостях (більше 10 м / с) рухомий знизу вгору газ захоплює рідку плівку в напрямку свого руху, здійснюючи таким чином висхідний прямоток. Абсорбцію в цих апаратах ведуть при великих швидкостях газу (до 40 м / с), чим досягається високі коефіцієнти масопередачі.
Схема абсорбера з висхідним рухом плівки показана на (рис. 4, а). Абсорбер складається з пучка труб 1, закріплених в трубних гратах 2. Газ підводиться з камери 3 через патрубки 4, розташовані співвісно з трубами 1. Між верхніми обрізами патрубків з нижніми обрізами труб залишені щілини 5, через які рідина надходить у труби 1. Захоплюємося рухомим газом рідина тече у вигляді плівки по внутрішній поверхні цих труб знизу вгору. По виході з труб 1 рідина зливається на верхню трубну решітку і виводиться з апарата. У випадку необхідності відведення виділяється при абсорбції тепла по міжтрубному простору пропускають охолоджуючу рідину, як показано на рис. 4, а.
В описаному абсорбері не можна здійснити протиточний процес. Однак у цьому випадку може бути застосований абсорбер, що включає кілька з'єднаних протитечією ступенів, кожна з яких працює за принципом прямотока. Схема такого апарата з двома ступенями зображена на рис. 4, б.
Рис.4. Абсорбер з висхідним рухом плівки:
а) одноступінчатий; б) двоступінчастий; 1-труби; 2-трубні решітки; 3-камера, 4-патрубки; 5-щілини.
До групи плівкових апаратів можна віднести випробувані в ряді робіт абсорбери з висхідним закрученим потоком (6,7), в яких вступник знизу газ проходить через гвинтовий завихритель і захоплює вгору рідина, яка в межлопаточном просторі завихрювача дробиться на краплі, а потім відкидається під дією відцентрової сили на стінку труби, утворюючи на ній гвинтоподібну рухому плівку. Випробувані також абсорбери з низхідним закрученим потоком (8). За даними вказаних робіт "закрутка" потоку веде до інтенсифікації масообміну.