что такое мокрая очистка газа

Мокрая очистка газов

Мокрую очистку применяют в тех случаях, когда допустимы увлаж­нение и охлаждение очищаемого газа, а отделяемые от газа твердые взвешенные частицы имеют незначительную ценность. Мокрую очистку газа производят путем промывки его водой или какой-либо другой жидкостью.

Газ приводится в тесный контакт с жидкостью, которую разбрыз­гивают или распределяют в виде стекающей тонкой пленки. Аппараты для мокрой очистки работают также по принципу использования дей­ствия инерционных сил; при ударе газового потока о стенки, смоченные жидкостью, последняя поглощает взвешенные в нем частицы.

Под действием центробежных и инерционных сил взвешенные частицы довольно полно извлекаются из газа, который охлаждается и насыщается парами жидкости. Охлаждение газа ниже температуры кон­денсации находящихся в нем паров жидкости способствует и удалению из газа мельчайших твердых частиц, играющих в данном случае роль центров конденсации.

Конструкция аппаратов для мокрой очистки газов. Конструкции аппаратов для мокрой очистки газов, называемых также гидравли­ческими пылеуловителями, весьма разнообразны.

Различают гидравлические пылеуловители следующих типое: 1) статические (главным образом, скрубберы); 2) динамиче-
с к и е (дезинтеграторы); 3) аппараты со смоченными поверх­ностями и 4) пенные.

Наиболее распространены скруббер ы—аппараты для про­мывки газов путем разбрызгивания жидкости в газовом пространстве. Их конструкции не отличаются от конструкций скрубберов, применяемых для поглощения газов (см. гл. XI).

Газ проходит через полый скруббер снизу вверх и орошается водой, разбрызгиваемой через форсунки. Для лучшей отмывки пыли применяют насадочные скрубберы, заполненные обычно хордовой насадкой и оро­шаемые при помощи специальных распределительных устройств или брызгал. В полых скрубберах степень очистки газа достигает 60—75%,

Рис. 105. Механический газопромыватель:

I—сифонные трубы; 2—лопасти для нагнетания газа; 3—лопасти для промывки; 4—кожух; 5—колща; 6—вал; 7—распределительный конус; 8, 12—била; 9—труба для удаления осадка; 10—канал для очищен­ного газа; 11—приемные коробки; 13—диск; 14—слнвной канал.

А в насадочных 75—85%, причем запыленность промытого газа может быть менее 1 —2 г/нм3.

Для более совершенной газоочистки применяют механические газопромыватели или дезинтеграторы (рис. 105).

В улитообразном кожухе 4 дезинтегратора вращается горизонталь­ный вал 6, на котором имеется распределительный конус 7 с отверстиями и литой стальной диск 13. На диске ротора через определенные проме­жутки закреплены по трем-четырем концентрическим окружностям гори­зонтальные круглые стержни или била 12, соединенные с другой стороны кольцами из полосовой стали. При вращении ротора била 12 проходят в промежутки между билами 8 статора, которые укреплены неподвижно также по трем-четырем концентрическим окружностям между литыми кольцами 5 в кожухе аппарата.

По внешней окружности диска 13 расположены также лопасти 3, при помощи которых производится промывка и отделение газа от воды, и лопасти 2, создающие напор газа (до 500 мм вод. ст.) для дальнейшей его транспортировки.

Очищаемый газ поступает в центр аппарата через приемные ко­робки 11, а вода подается через сифонные трубы / и выбрасывается в отверстия конуса 7. Смесь газа и воды попадает между неподвижными и вращающимися стержнями—билами и отбрасывается лопастями к стенкам кожуха. При этом вода распыляется в тончайший туман и при­ходит в тесный контакт с газом, смачивая почти всю содержащуюся в нем пыль.

Образующийся осадок удаляется через сливной канал 14 и уходит по трубам 9, а газ нагнетается лопастями 2 в газоход через канал 10.

Дезинтеграторы имеют высокую производительность (50—60 •103 нм3/час газа) при сравнительно небольшом расходе энергии (5—6 кет на 1000 нм3 газа). Они применяются главным образом в металлургии на очистке доменного газа до остаточного содержания в нем пыли 0,05—0,02 гінм3. Исходный газ дол­жен содержать не более 2 гінм3 пыли и иметь температуру не выше 60°; поэтому газ пред­варительно охлаждают и очищают в скрубберах.

Расход воды в дезинтеграторах состав­ляет 0,5—1,5 м3 на 1000 им3 газа. Недостатком аппаратов такого типа является сложность их конструкции.

Для мокрой очистки газа применяют также аппараты со смоченными поверхностями.

В центробежном скруббере конструкции Всесоюзного теплотехнического института (рис. 106) запыленный газ поступает в цилиндри­ческий корпус 1 через патрубок 2, приварен­ный на некоторой высоте от дна аппарата тангенциально к нему. Стенки корпуса оро­шаются через сопло 3 водой, которая стекает тонкой пленкой по внутренней поверхности стенок.

Поток газа поднимается, вращаясь, по винтовой линии снизу вверх; при этом взве­шенные в газе частицы движутся под действием центробежной силы в радиальном направле­нии, достигают стенок скруббера, смачивают­ся водяной пленкой и удаляются с водой через коническое днище. Очищенный газ уходит че­рез верхнюю часть корпуса.

Удельный расход воды и степень очистки газа зависят от диаметра центробежного скруббера. При диаметре 1 м удельный расход воды со­ставляет 0,2 л/м3, а степень очистки 85—87% (в зависимости от дисперс­ного состава пыли). Однако с уменьшением диаметра аппарата может быть достигнута степень очистки, равная 98%.

Пенные аппараты. В промышленности применяется также новый метод мокрой очистки газов, названный пенным. В пенных аппаратах жидкость, взаимодействующая с газом, приводится в состояние подвиж­ной пены, что обеспечивает большую поверхность контакта между жид­костью и газом и высокую степень очистки газа от пыли, дыма и тумана. Аппарат при улавливании пыли с частицами размером более 5 микрон имеет к. п. д. до 99%.

Источник

Что такое мокрая очистка газа

Скрубберы — аппараты для мокрой очистки газов

Что такое скруббер, принципы работы скруббера

Скруббер — аппарат, предназначенный для очистки газа от различных примесей при помощи промывки газовой среды жидкостью (как правило, это вода).

Сферы применения данного устройства:

Как работает скруббер?

В основе скрубберного процесса метод мокрой очистки — газовая среда в рабочей камере смешивается с водой или иной технической жидкостью, в результате капли воды обволакивают частицы пыли или другого загрязнения, после чего чистый газ уходит в атмосферу, а отработанная вода сливается из рабочей камеры.

Благодаря такому принципу действия, «мокрый скруббер» может очищать газ до 99%.

Основные части любого скруббера:

Рабочая камера различной формы (как правило, цилиндрической);

Два патрубка — для подачи грязной и для выхода чистой газовой смеси;

Различные виды насадок (решетки, провальные тарелки и т.д.) — то, чем заполнен скруббер;

Отвод для слива отработанной жидкости — шлама.

Виды скрубберов

Скрубберы различаются по принципу работы — от этого зависят размеры и производительность скрубберов.

Основные типы скрубберов:

Тарельчатый (который в свою очередь делится по принципу работы на пенный и барботажный).

Скруббер с насадкой

В корпусе такого газоочистителя устанавливаются специальные насадки, которые позволяют улучшить качество работы аппарата.

Применение насадок позволяет увеличить площадь контакта газа и очистительной жидкости, как следствие, качество очистки газовой среды у подобных устройств выше.

При этом, насадка увеличивает гидравлическое сопротивление газов. Кроме того, насадка быстро загрязняется, что ограничивает применение насадочного скруббера. Также применение насадок усложняет конструкцию, что делает разборку и ремонт более проблематичными.

Схема насадочного скруббера:

Скруббер Вентури

Подобный тип газоочистителя представляет собой две конусообразные секции, соединенные узкой горловиной. Поток газа движется из верхней секции в нижнюю, встречая поток жидкости в горловине.

В основе работы эжекторного скруббера лежит уравнение Бернулли — с уменьшением поперечного сечения секции увеличивается скорость газа, достигая максимальной скорости в горловине, где, благодаря эффекту турбулентности, поток газа разбивает струю воды на множество мелких капель, которые улавливают мелкие частицы, тем самым очищая газ.

Недостатком подобного аппарата является быстрый износ стенок секций, которые постоянно подвергаются разрушительному воздействию газа на высокой скорости.

Схема скруббера Вентури

Полые скрубберы

Такой вид аппарата представляет из себя полую емкость, с установленными внутри форсунками, через которые подается вода. Газовая смесь подается через патрубок внизу скруббера, проходит через водяную завесу и очищается. Чистый газ выходит через патрубок в верхней части емкости, а отработанная вода стекает в специальную емкость, после чего выводится в канализацию.

Схема полого скруббера

Тарельчатые скрубберы

В подобном типе скруббера газ взаимодействует с жидкостью на горизонтально расположенных тарелках внутри полой емкости. При небольших пропускных скоростях (до 1 м/с), газовая смесь барботирует в виде пузырьков, при больших скоростях (до 2 м/с) начинает образовываться пена. Соответственно, тарельчатые скрубберы по принципу работы делятся на барботажные и пенные.

Схема тарельчатого скруббера

Барботажные скрубберы

В таких газоочистительных аппаратах газовая смесь проходит в виде пузырьков через пласт жидкости. Этот способ очистки эффективен против крупных частиц из-за большой площади контакта газа с очищающей жидкостью. Однако, недостатком такого агрегата является низкая производительность за счет ограничений скорости потока газа.

Схема барботажного скруббера

Пенные скрубберы

Разновидность тарелочного скруббера, в котором газ, взаимодействуя с очищающей жидкостью на провальных тарелках, образует пенный слой, который и улавливает загрязнение. Пенные скрубберы более эффективны, нежели барботажные за счет большей скорости потока газа.

Схема пенного скруббера:

Центробежные скрубберы ВТИ (Всесоюзного теплотехнического института)

Принцип работы этого аппарата следующий: газовая среда подается через наклонный патрубок внизу конструкции, форсунки в верхней части скруббера подают воду, которая образует пленку на стенках емкости. Эта пленка собирает загрязнение и вместе с ним стекает вниз в отстойник.

К преимуществам центробежного форсуночного скруббера относится высокая степень очистки (от 80 до 99%). К недостаткам относиться большой расход воды и быстрый износ стенок скруббера.

Схема центробежного скруббера

Расчет скруббера

Пример расчета для полого безнасадочного скруббера

1. Для начала необходимо составить уравнение теплового баланса, для которого в свою очередь необходимо знать исходные параметры, а именно:

Начальная, а также конечная температура воды в °С (обозначаются в уравнении t′₂ и t»₂ соответственно);

Расход сухого газа кг/с, обозначается G₁;

Влагосодержание сухого воздуха, d, в г/кг, или же температура газа t′1, измеряется в °С;

Энтальпия газа на входе в скруббер, в кДж/кг сухого воздуха, обозначается как I₁.

Итоговое уравнение изменения тепловой энергии выглядит как:

G₂ — это расход воды на охлаждение, измеряется в кг/с;

I₂ — это размер энтальпии воздуха на выходе из скруббера, измеряется в кДж/кг сухого воздуха;

При расчете низкотемпературных газожидкостных скрубберов Q_п (потери тепла в окружающую среду) можно пренебречь.

2. Приращение или убыль воды в ходе процесса тепломассообмена рассчитывается по формуле:

Теплообмен рассчитывается по формулам:

V_а — активная площадь аппарата, измеряется в м 3 ;

∆t — температурный напор, измеряется в °С;

F — поверхность капель в объеме скруббера, измеряется в м 2 /м 3 ;

φ — коэффициент несовершенства процесса тепло- и массообмена;

α — коэффициент теплообмена поверхности капли, измеряется в Вт/(м 2 ·К);

k_υ— коэффициент теплообмена объема скруббера, измеряется в Вт/(м 3 ·К);

3. Расчет диаметра скруббера осуществляется по формуле:

При этом показатель средней скорости потока газа w берется как константа и составляет 0,8-1,5 м/с.

4. Расчет размеров капли воды или очищающей жидкости напрямую зависит от типа используемых форсунок, наиболее часто используемое давление — (5-10)*10 5 Па или больше.

Формула расчета диаметра капли выглядит следующим образом:

ψ — специальный коэффициент, который зависит от используемой жидкости (так для воды равен 2,5 при σ = 0,073 Н/м);

σ_ж — поверхностное натяжение, измеряется в Н/м;

w_c — скорость выхода жидкости из форсунки, измеряется в м/с, среднее значение 75-150 м/с;

5. Производительность форсунки рассчитывается по формуле:

f_ф — размер сечения форсунки, измеряется в см 2 ;

u_p — коэффициент расхода (может быть от 0,6 до 0,75)

P — давление жидкости в форсунке, измеряется в Па.

6. Количество форсунок рассчитывается по следующей формуле:

Где G₂ — это расход воды, а V_ф — это производительность отдельной форсунки.

6. Мощность, которая необходима для продувания газа через скруббер рассчитывается по формуле:

∆р_г — сопротивление аппарата, которое рассчитывается опытным путем, измеряется в Н/м 2 ;

φ₁ — коэффициент запаса, составляет 1,05 — 1,15.

Технические характеристики скруббера

Основные технические характеристики скруббера:

Источник

Принцип мокрой очистки газов

Суть этого способа газоочистки заключается в смачивании и коагуляции пылевых частиц или поглощении газов жидкими реагентами. Контакт двух сред происходит либо на поверхности пленки жидкости, либо при перемешивании газовоздушного потока с каплями воды или раствора. Жидкость может двигаться по ходу, перпендикулярно или в противоход движению газа.

Основной недостаток этого метода очистки газов от примесей – образование значительного объема шлама. В некоторых случаях отработанный раствор агрессивен, поэтому оборудование необходимо изготавливать из химически стойких материалов.

Типы установок очистки газа

Газоочистное оборудование промышленного класса делится на несколько групп по способу перемешивания очищаемого воздуха с жидкостью:

В насадочных и центробежных скрубберах вода тонким слоем стекает по стенкам корпуса или специальным пластинам. Контакт фаз осуществляется на поверхности пленки жидкости. В скрубберах Вентури и башнях орошения очистка газов протекает при перемешивании с распыленной водой или жидким реагентом. В барботажных промывателях очищаемый газовоздушный поток проходит сквозь слой вспененного абсорбента.

Дезинтеграторы сегодня практически не используются. Основной фактор, сдерживающий распространение этих установок очистки газа, – сложность конструкции, и – как следствие – дороговизна обслуживания и высокая отпускная цена.

Сравнение типов газоочистного оборудования

Простейшее приспособление для мокрой очистки газа – орошаемый газоход.

Строго говоря, это даже не оборудование, а тип усовершенствования системы газоотвода из печей.

Встроенные форсунки создают завесу из водных брызг в дымовой трубе или газоходе. Капли достаточно большие, поэтому коэффициент очистки не превышает 60%. Размер улавливаемых частиц – не менее 20 мкм. Чтобы уменьшить брызгоунос, скорость газовоздушного потока ограничивается 3 м/сек.

Полые газопромыватели

В полых скрубберах или башнях орошения вода подается форсунками в пространство корпуса сверху, а очищаемый газ поступает снизу.

В результате противохода две среды активно перемешиваются, что способствует лучшему захвату пыли. В этих газоочистных установках задерживаются пылинки размером более 10 мкм. Степень очистки – около 50%.

Насадочные скрубберы

Установки для очистки газа этого типа представляют собой колонны, в которых на опорную решетку беспорядочно засыпаются или укладываются систематически кольцеобразные детали.

Коэффициент очистки – более 90 %.

Циклонные газопромыватели

В центробежных пылеуловителях пленка воды постоянно стекает по внутренней поверхности вращающегося корпуса. Центробежные силы отбрасывают пылинки к стенкам, обеспечивая хороший контакт с жидкостью. Благодаря этому удается достичь степени очистки свыше 90 %. С помощью этой газоочистной установки эффективно улавливаются частицы диаметром > 10 мкм.

Скрубберы Вентури

Корпус газоочистного оборудования данного типа составлен из двух конусообразных секций, соединенных горловиной относительно малого диаметра. Форма трубы Вентури похожа на песочные часы. Воздух подается в сужающуюся секцию. При уменьшении площади сечения поток кратно ускоряется, возникает турбулентность. В горловину форсунками подается жидкость, капли которой подхватываются воздухом и дробятся завихрениями до микроскопических размеров.

Мелкие капли осаждаются на пылинках, провоцируя их слипание. Благодаря этой особенности в скрубберах Вентури улавливаются пылинки диаметром 2,5-10 мкм, размер улавливаемых частиц аэрозоля еще меньше – до 1 мкм. Подобные характеристики позволяют позиционировать эти газопромыватели как один из самых эффективных типов установок для очистки газа, наравне со скрубберами ШВ с подвижной насадкой.

Пенные газопромыватели

В барботажных пылеуловителях абсорбент протекает по решеткам, где при взаимодействии с газом превращается в пену. Это явление обусловливает развитую поверхность контакта, что служит залогом высокого коэффициента очистки. Суммарный просвет отверстий составляет от 1/6 до четверти площади полки.

Различают однополочные и трехполочные барботажные газопромыватели. Количество полок в газоочистной установке данного типа зависит от требуемой степени очистки и изначального уровня загрязненности очищаемых выбросов.

Дезинтеграторы

В этих аппаратах жидкость распыляется из вращающегося ротора, ориентированного по оси движения очищаемого газовоздушного потока. Несмотря на отличные показатели газоочистки (свыше 95 %), данное оборудование постепенно вытесняется более простыми в производстве аналогами.

Как правильно выбрать установку для мокрой очистки газов

Выбор оборудования должен производиться после тщательных инженерных расчетов. Для каждого промышленного предприятия система газоочистки разрабатывается индивидуально. Не следует выбирать самостоятельно – поручите эту работу профессионалам.

ООО “ПЗГО” предлагает услугу изготовление под заказ оборудования для мокрой очистки газов на выгодных условиях. Чтобы заказать пылеуловитель под ваши требования, достаточно связаться с нашими менеджерами по телефону 8-800-234-0-567.

Источник

Скрубберы: принцип работы, устройство и характеристики

Промышленные скрубберы — эффективные устройства для мокрой очистки газов. Можно также встретить такое название скрубберов, как газопромыватель, мокрый пылеуловитель.

Скрубберы используются в промышленности для очистки дымовых газов от пыли, запахов, серосодержащих соединений, от частиц пыли не органических соединений, от фенола и формальдегида, аэрозолей, паров, смесей кислот и т.д.

Типы скрубберов

К мокрым пылеулавливателям относят такие виды:

Полый или форсуночный скруббер широко используется как для очистки газов от достаточно крупных частиц пыли, так и для охлаждения газов. Аппарат представляет собой колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между очищаемыми газами и каплями жидкости, распыляемой форсунками.

Тарельчатый барботажный или пенный скруббер — сложное устройство мокрой очистки воздуха. Тарельчатые барботажные скрубберные установки могут быть с провальными тарелками и с переливными тарелками. Корпус фильтра обычно разборный. Принцип работы такой: тарелки (щелевые или дырчатые) поливаются жидкостью. Образующаяся на них пена захватывает частицы пыли. Удаление из аппарата происходит в виде шлама.

Насадочные газопромыватели — колонны, заполненные насадками различной формы. Эти устройства рекомендуется применять только при улавливании хорошо смачиваемой пыли. Особенно, когда процессы улавливания пыли сопровождаются охлаждением газов или абсорбцией.

Скруббер Вентури — газопромыватель состоит из труб, в которые под высоким напором поступают газ и жидкость. Капли жидкости захватывают твердые частицы и вместе с ними оседают в каплеуловитель.

Источник

Мокрая очистка газов

Мокрую очистку газов от пыли или тумана применяют, когда допустимы увлажнение и охлаждение очищаемого газа, а отделяемые частицы имеют незначительную ценность. Этот способ очистки основывается на контакте запыленного газа с промывной жидкостью (чаще всего водой). Аппараты для мокрой очистки газов называют скрубберами. Поверхностью контакта фаз между газом и жидкостью может быть движущаяся жидкая пленка (насадочные и центробежные скрубберы), поверхность капель жидкости (полые скрубберы, скрубберы Вентури), поверхность пузырьков газа (барботажные пылеуловители). Если улавливаемые частицы пыли не смачиваются жидкостью, то очистка газа в мокрых пылеуловителях малоэффективна. В таких случаях для увеличения смачиваемости частиц и степени очистки к промывной жидкости добавляют поверхностно-активные вещества. Однако этот способ сопряжен с загрязнением органическими веществами сточных вод, образующихся при мокрой очистке, и не отвечает современным экологическим требованиям.

Охлаждение газа ниже температуры конденсации находящихся в нем паров жидкости способствует увеличению веса пылинок, играющих при этом роль центров конденсации, и облегчает выделение их из газа.

При мокрой очистке образуются сточные воды, содержащие уловленные из газа дисперсные частицы, которые могут вызвать загрязнение окружающей среды. В этом случае необходимо предусмотреть очистку сточных вод в отстойниках или в устройствах циклонного типа. При этом осветленная жидкость повторно используется для мокрой очистки, что ведет к экономии свежей воды. В этом случае свежая вода требуется лишь для возмещения потерь ее со шламом.

Полые и насадочные скрубберы. Простейшими аппаратами для мокрой очистки и одновременного охлаждения газов являются полые скрубберы – вертикальные колонны круглого (чаще) или прямоугольного сечения. Запыленный газ движется через скруббер снизу вверх со скоростью не более 0,8-1,5 м/с (для уменьшения брызгоуноса) и орошается водой, разбрызгиваемой через форсунки, установленные по всей высоте колонны. При этом все поперечное сечение скруббера перекрывается распыляемой жидкостью. Жидкость с уловленной пылью выводится снизу из конического днища. Расход жидкости на улов пыли составляет от 3 до 10 м 3 на 1000 м 3 газа. Степень улавливания пыли тем больше, чем больше расход орошающей жидкости, запыленность газа и размер частиц пыли, но не превышает 60 – 75%. Гидравлическое сопротивление невелико и составляет 100 – 250 Па.

В насадочных скрубберах объем колонны заполняется насадкой, которая сверху орошается промывной жидкостью. Жидкость стекает по насадке в виде пленки. Противотоком к ней движется газ, подаваемый в нижнюю часть колонны. Смоченная поверхность насадки и является поверхностью контакта фаз. Вода вместе со шламом поступает в коническое днище колонны и через патрубок выводится через него. Для удобства чистки насадки от загрязнения в насадочных скрубберах применяют регулярную насадку с крупными элементами или хордовую насадку, сделанную из деревянных (или другого материала) брусьев.

Расход жидкости в насадочных скрубберах составляет 1,5 – 6 м 3 на 1000 м 3 газа. Гидравлическое сопротивление их (200-300 Па), несколько больше, чем полых скрубберов. Степень улова пыли в насадочных скрубберах зависит от тех же факторов, что и в полых. Улавливается до 70 % частиц размером 2-5 мкм, более крупная пыль улавливается на 80-90%. Частицы 1 мкм и меньше улавливаются плохо.

Центробежные скрубберы. Процесс мокрой очистки может быть интенсифицирован при проведении его в поле центробежных сил. Такую очистку осуществляют в циклонах, стенки которых смачиваются непрерывно стекающей пленкой жидкости (центробежные скрубберы). В центробежном скруббере (рис. 9.23) запыленный газ поступает в цилиндрический корпус 1 через входной патрубок 2, расположенный тангенциально, и приобретает вращательное движение. Стенки корпуса орошаются через сопла 3 водой, которая пленкой стекает по внутренней поверхности колонны сверху вниз. Взвешенные в поднимающемся по винтовой линии потоке газа частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам скруббера, смачиваются водяной пленкой и уносятся с водой через коническое днище 4. Очищенный и одновременно охлажденный газ удаляется через выходной патрубок 5. В центробежных скрубберах достигается более высокая степень очистки, чем в полых и насадочных. Она превышает 95% для частиц

Рис. 9.23. Центробежный скруббер:

1 – корпус; 2 – входной патрубок; 3 – сопла;
4 – коническое днище; 5 – выходной патрубок

пыли 5-30 мкм и составляет 85-90% для частиц размером 2-5 мкм. Расход жидкости в них составляет 0,1-0,2 м 3 на 1000 м 3 очищаемого газа. Гидравлическое сопротивление зависит от скорости газа во входном патрубке и диаметра скруббера. При скорости газа при входе в скруббер 20 м/с оно составляет 500-800 Па.

Барботажные (пенные) пылеуловители. Их используют для очистки сильно запыленных газов. В таких аппаратах жидкость, взаимодействующая с газом, приводится в состояние подвижной пены, что обеспечивает большую поверхность контакта фаз. Тарелки в пенных аппаратах делаются провальными, т.е. через отверстия тарелки одновременно проходят газ (снизу вверх) и жидкость (сверху вниз).

На рис. 9.24 приведена схема барботажного пенного пыле-уловителя. В корпусе 1 круглого или прямоугольного сечения установлена перфорированная тарелка 3. Вода или другая жидкость через приемную коробку 2 поступает на тарелку, а загрязненный газ подается в аппарат через диффузор 4. Проходя через отверстия тарелки, газ барботирует сквозь жидкость и превращает ее в слой подвижной пены 6. В слое пены пыль поглощается жидкостью, основная часть которой (

80%) удаляется вместе с пеной (пульпа) через порог 7 и сливную коробку (8). Оставшаяся часть жидкости (

20%) сливается через отверстия в тарелке и улавливает в подтарелочном пространстве более крупные частицы пыли. Образующаяся при этом пульпа стекает в бункер 5 и отводится из него через нижний патрубок. Очищенный газ выходит из аппарата через верхний патрубок. В таких аппаратах применяют также несколько перфорированных тарелок, установленных последовательно по высоте аппарата, число их зависит от требуемой степени очистки газа. Расход жидкости составляет 0,2-0,3 м 3 на 1000 м 3 газа. Гидравлическое сопротивление однотарелочных аппаратов составляет 500-1000 Па. Частицы пыли размером более 20-30 мкм улавливаются в барботажных аппаратах практически полностью. Частицы размером 5 мкм улавливаются на 80-90%, частицы меньших размеров улавливаются значительно хуже. При работе барботажных пылеуловителей недопустимы значительные колебания расхода газа, так как это может привести к нарушению пенного режима и загрязнению отверстий тарелки.

Рис. 9.24. Барботажный (пенный) пылеуловитель:

1 – корпус; 2 – приемная коробка; 3 – тарелка; 4 – диффузор для входа запыленного газа; 5 – бункер; 6 – подвижная пена; 7 – порог; 8 – сливная коробка

Скрубберы Вентури. Основным устройством для улова пыли из газа в этих аппаратах является труба Вентури, на основе которой работают и струйные насосы (см. раздел «Динамические насосы»). На рис. 9.25 приведена схема устройства очистки газа со скруббером Вентури.

Рис. 9.25. Установка очистки газа со скруббером Вентури: 1 – труба Вентури (1а – конфузор, 1б – диффузор); 2 – распределительное устройство для подачи воды; 3 – циклонный сепаратор; 4 – отстойник для суспензии; 5 – промежуточная емкость; 6 – насос

Запыленный газ поступает в трубу Вентури 1, в конфузоре которой расположен распределитель воды 2. В горловине трубы скорость газа достигает порядка 100 м/с, что обеспечивает высокую турбулентность газового потока. Подаваемая в этот поток газа вода распыляется на мелкие капли и улавливает частицы пыли из газа. При этом происходит коагуляция твердых частиц (их слипание). Из горловины газо-жидкостный поток с уловленными частицами пыли поступает в диффузор 1б, где скорость газа снижается до 20-25 м/с. В диффузоре капли жидкости коалесцируют (сливаются) и уносятся потоком газа в циклонный сепаратор 3. Здесь капли жидкости под действием центробежной силы отделяются от газа и в виде суспензии стекают в коническое днище, откуда суспензия поступает в отстойник 4. В отстойнике твердые частицы осаждаются образуя шлам, который отводится из отстойника через нижний патрубок. Осветленная вода поступает в промежуточную емкость 5. Туда же поступает в небольшом количестве и свежая вода, которая компенсирует потери воды со шламом. Из емкости 5 насосом 6 вода вновь подается в трубу Вентури. Такая схема установки со скруббером Вентури позволяет достигнуть значительной экономии промывной воды.

Для эффективной работы скруббера Вентури необходимо очищаемый газ предварительно охладить и насытить водяными парами, например в полом скруббере. В противном случае в трубе Вентури будет происходить испарение мелких капель жидкости, которые наиболее активно взаимодействуют с частицами пыли.

Расход воды в скрубберах Вентури относительно высок (0,7-3 м 3 на 1000 м 3 газа), высоко и гидравлическое сопротивление (3000-
7000 Па). В скрубберах Вентури улавливаются весьма мелкие частицы пыли: на 95-99% – твердые частицы размером 1-2 мкм и капли тумана диаметром 0,2-1 мкм. Такие аппараты применяют для очистки газов с преимущественным содержанием фракций мелких частиц.

Расчет аппаратов мокрой очистки газов. В большинстве случаев степень очистки газов определяют по эмпирическим зависимостям, характерным для аппаратов соответствующего типа. Если степень очистки hзадана, то по уравнениям материального баланса рассчитывают концентрацию пыли в очищенном газе и расход уловленной пыли:

, (9.56) , (9.57)

где с_ис, с_k –концентрации пыли соответственно в исходном и в очищенном газе (конечная), кг/м 3 ; G_п –массовый расход уловленной пыли, кг/с; – объемный расход газа, м 3 /с. Далее, исходя из типа аппарата и условий его работы, по эмпирическим зависимостям рассчитывают расход промывной жидкости и основные размеры аппарата.

Источник