6.1. Абсорбция
Очистка газовых выбросов в мокрых пылеуловителях сопровождается процессами абсорбции, которые характеризуются разделением газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбатов) этой смеси жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. Абсорбция характеризуется тем, что поглощение вещества является объемным, т.е. весь объем абсорбента более или менее равномерно поглощает абсорбирующее вещество.
Главным условием для выбора абсорбента является растворимость в нем извлекаемого компонента и ее зависимость от температуры и давления.
Выявлено, что основной причиной абсорбции является градиент концентрации на границе фаз «газ – жидкость». Растворенный в жидкости улавливаемый компонент газовоздушной смеси (т.е. абсорбат) благодаря диффузии проникает во внутренние слои абсорбента. Процесс протекает тем быстрее, чем больше поверхность раздела фаз, турбулентность потока и коэффициент диффузии. Таким образом, абсорбция представляет собой массообменный процесс, который происходит на границе раздела фаз «газ – жидкость».
В зависимости от характера поверхности раздела, различают три вида абсорбции:
– при поверхностной (пленочной) абсорбцииповерхностью раздела является зеркало жидкости, или поверхность текущей пленки жидкости;
– при барботажной абсорбцииповерхность раздела образуется во время прохождения струй газа через жидкость (жидкостный слой);
– при капельной абсорбцииповерхность газа формируется при распылении жидкости в потоке газа.
По степени применения в газоочистительных сооружениях наиболее распространена капельная абсорбция, затем барботажная и поверхностная.
Организация газового потока жидким растворителем осуществляется либо пропусканием газа через насадочную колонку, либо распылением жидкости, либо барботажем газа через слой абсорбирующей жидкости. В зависимости от реализуемого способа контакта «газ – жидкость» различают: скрубберы Вентури; форсуночные скрубберы; центробежные скрубберы; барботажно-пенные скрубберы; струйные пылеуловители (типа ПВМ) и т.д.
6.2. Полые газопромыватели
В полых газопромывателях запыленные газыпропускаются через завесу распыленной жидкости. При этомчастицыпыли захватываются каплями жидкости и осаждаются вместе с ними, а очищенные газы удаляются из аппарата.
Орошаемые газоходы. Наиболее простым полым газопромывателем является орошаемый газоход, когда ряд форсунок или брызгал встраиваются в газоход или дымовую трубу для создания водяных завес на пути запыленного газового потока (рис. 6.1). Во избежание значительного брызгоуноса скорость газов в орошаемом газоходе принимают не более 3 м/с. Расход воды принимают в пределах от 0,1 до 0,3 л/м3. В большинстве случаев после орошаемых газоходов необходимо устанавливать каплеуловители и снабжать газопроводы дренажными устройствами для отвода оседающей жидкости.
Промывные камеры (рис. 6.2) сооружаются из металла, железобетона или кирпича. Внутри камеры в несколько рядов, чаще всего в шахматном порядке, размещают форсунки. Для повышения эффективности очистки иногда на пути движения газов в промывной камере устанавливают отбойные пластины, перфорированные листы или сетки. В конце промывной камеры устанавливают брызгоуловитель.
1
– корпус; 2 – форсунки; 3 – перфорирование
перегородки; 4 – брызгоуловитель; 5
– вентилятор; 6 – электродвигатель; 7
– шламовая труба
1
– газоход; 2 – форсунки; 3 – дымовая
труба;
4 – шламовая труба
Размеры промывных камер выбираются так, чтобы скорость движения газов в них составляла от 1,5 до 2,5 м/с, а время пребывания газов в камере – не менее 3 с. Расход орошающей жидкости на промывку газов составляет от 0,2 до 1,0 л/м3. Промывные камеры чаще всего применяются для очистки от пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха. Гидравлическое сопротивлениепромывных камер вместе с брызгоуловителями не превышает 300–500 Па.