Насадочные газопромыватели

Насадочные газопромыватели представляют собой колонные аппараты с неподвижной насадкой в виде колец, шаров, седел или тел другой формы. В пылеулавливании нашли в основном применение противоточные насадочные скрубберы.

1 – корпус скруббера; 2 – входной патрубок; 3 – насадка; 4 – решетка для насадки; 5 – трубопровод для подачи жидкости; 6 – выходной патрубок; 7 – направляющий конус для жидкости; 8 – штуцер для вывода шлама

Рисунок - Схема противоточного насадочного скруббера:

Насадка предназначена для увеличения поверхности контакта фаз. Жидкость течет пленкой по насадке, газ проходит противотоком. Такие газопромыватели используют для улавливания хорошо смачиваемой пыли, но при невысокой ее концентрации, поскольку в противном случае происходит частое забивание насадки.

Кроме противоточных колонн, на практике применяют насадочные скрубберы с поперечным орошением. В таких скрубберах для обеспечения лучшего смачивания поверхности насадки слой ее обычно наклонен на 7–10° в направлении газового потока.

1 – корпус; 2 – форсунки; 3 – оросительное устройство;
4 – опорная решетка; 5 – насадка; 6 – шламосборник

Рисунок - Насадочный скруббер с поперечным орошением:

Удельный расход орошающей жидкости в противоточном скруббере составляет 1,3–2,6 л/м³, в скруббере с поперечным орошением – 0,15–0,5 л/м³.

Эффективность улавливания частиц размером крупнее 2 мкм составляет более 90 %; потери давления р = 160400 Па
на 1 м высоты слоя насадки.

Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные)

В основе работы тарельчатых газопромывателей лежит взаимодействие газов с жидкостью на тарелках различной конструкции, причем характер взаимодействия в значительной степени определяется скоростью газового потока.

При малых скоростях (приблизительно до 1 м/с) газы проникают через слой жидкости в виде пузырей – происходит барботаж. Вследствие невысокой производительности по газу барботажные пылеуловители в настоящее время в промышленности практически не применяются.

С ростом скорости газов взаимодействие газового и жидкостного потоков протекает более интенсивно и сопровождается образованием высокотурбулизованной пены, в которой происходит непрерывное разрушение, слияние и образование новых пузырьков. Поэтому газопромыватели данного типа часто называют пенными аппаратами.

Существует целый ряд конструкций тарельчатых (пенных) газопромывателей, но наиболее распространены пенные аппараты с провальными тарелками и пенные аппараты с переливными тарелками.

В аппарате с провальными тарелками применяются два вида тарелок: дырчатые и щелевые. Оптимальная с точки зрения гидравлического сопротивления тарелка должна иметь толщину 4–6 мм. Обычно диаметр отверстий пенного пылеуловителя d ₀ составляет 4–8 мм; ширина щели b = 45 мм, а доля свободного сечения s ₀ колеблется в пределах 0,2–0,25 м²/м².

1 – корпус; 2 – оросительное устройство; 3 – тарелка

Рисунок - Пенный пылеуловитель с провальной тарелкой

а) щелевая; б) дырчатая

Рисунок - Конструкции провальных тарелок

Диаметр мокрого пылеуловителя с провальными тарелками по конструктивным соображениям, связанным с распределением газов, не должен превышать 2,5 м. В случае большого количества очищаемых газов необходимо устанавливать несколько параллельных аппаратов.

Высота слоя пены на тарелке Н _п может быть определена по формуле:

,

где s – коэффициент поверхностного натяжения жидкости

где h ₀ – высота исходного слоя жидкости на тарелке, м;

ν - скорость потока, м/с

1 – корпус; 2 – тарелка; 3 – приемная коробка; 4 – порог; 5 – сливная коробка

Рисунок - Пенный пылеуловитель с переливной тарелкой

В пенных аппаратах можно выделить следующие стадии процесса улавливания пыли:

– инерционное осаждение частиц пыли в подрешеточном пространстве;

– улавливание частиц при входе газового потока в слой пены на тарелке («механизм удара»);

– инерционно-турбулентное осаждение частиц на поверхности раздела фаз газ–жидкость в пене.

Эффективность первой стадии значительна лишь при улавливании крупных частиц пыли (более 10 мкм). Эффективность третьей стадии тем выше, чем больше высота слоя пены на тарелке H _п и чем больше величина удельной поверхности контакта фаз газ–жидкость.