Насадочные газопромыватели

Насадочные газопромыватели представляют собой колонные аппараты с насадкой в виде колец, шаров и элементов другой формы, которые засыпаются навалом или укладываются регулярно. Насадка предназначена для увеличения поверхности контакта фаз. Жидкость течет пленкой по насадке, газ проходит либо противотоком, либо перпендикулярно направлению движения воды. В пылеулавливании нашли применение в основном противоточные насадочные скрубберы (рис. 36), хотя используются конструкции и с поперечным орошением.

Осаждение частиц пыли в насадках обусловлено в основном действием центробежных сил при криволинейном течении газа в пространстве пор и при обтекании углов элементов насадки. Происходит также инерционное осаждение при соударении газовых струй с поверхностями, а для частиц малого размера заметное влияние на процесс улавливания может иметь также диффузионное осаждение. При противотоке газа и жидкости в зависимости от скоростей потоков наблюдаются различные гидродинамические режимы. Первый режим – пленочный наблюдается при сравнительно небольших нагрузках по газу и жидкости.

Второй режим – режим подвисания характеризуется торможением жидкости потоком газа, вследствие чего скорость течения жидкости уменьшается, а толщина ее пленки и количество удерживаемой в насадке жидкости увеличивается. Скорость газа, при которой происходит переход от первого режима ко второму называется скоростью подвисания.

Третий режим – барботажный или режим захлебывания возникает в результате того, что при дальнейшем повышении скорости газа жидкость накапливается в насадке до тех пор, пока сила тяжести, действующая на нее, не уравновесит силу трения. Накопление жидкости в насадке приводит к обращению (инверсии) фаз: газ перестает быть сплошной фазой и движется в виде пузырьков через слой жидкости, заполнившей насадку. При этом уровень жидкости может быть установлен произвольно как выше, так и ниже верха насадки. Скорость газа, при которой наступает инверсия фаз называется скоростью инверсии.

В этом режиме поверхность соприкосновения газа и жидкости самая большая, так как она определяется не геометрической поверхностью насадки, а суммарной поверхностью образующихся пузырьков газа. Но работа скруббера в этом режиме неустойчива вследствие того, что при даже небольшом увеличении скорости газа против величины, соответствующей режиму барботажа, происходит разрыв слоя жидкости струями газа, и жидкость выносится из аппарата вместе с газом в основном в виде брызг (режим уноса).

Насадочные скрубберы, использующиеся для улавливания пыли обычно работают при низких скоростях газа в пленочном режиме или в режиме подвисания.

Основными параметрами насадки являются: удельная поверхность, свободный объем и эквивалентный диаметр. Удельная поверхность а представляет собой геометрическую поверхность насадочных тел в 1 м³ насадки и выражается в квадратных метрах на кубический метр. Свободный объем s₀характеризует объем пустот в 1 м³ насадки и выражается в кубических метрах на кубический метр или долях; свободный объем численно совпадает со свободным сечением и поэтому может быть выражен в квадратных метрах на квадратный метр насадки.

Эквивалентный диаметр насадки d_э, м, может быть определен из выражения

. (63)

Параметры наиболее распространенных насадок приведены в табл.14.

Количество жидкости, которое подается на 1 м² насадки сечения скруббера называется плотностью орошения. Гидравлическое сопротивление скруббера с насадкой гораздо выше, чем полых скрубберов. Сопротивление насадки, Па, зависит от формы и размеров элементов насадки, ее высоты и скорости газа:

Таблица 14