Процессы и аппараты мокрой очистки и подготовки газов

Мокрые газоочистные аппараты применяют для предварительной очистки и подготовки (кондиционирования) газов, поступающих в газоочистные аппараты других типов, например в рукавные фильтры, электрофильтры [7]. Мокрые пылеуловители широко применяются для очистки воздуха от пыли с размером частиц =0,3-2мкм, а также при высоких температурах очищаемого газа.

Принцип действия мокрых пылеуловителей заключается в осаждении частицы пыли на поверхность капель и пленки жидкости за счет сил инерции и броуновского движения, т.е. на контакте запыленного газового потока с жидкостью, которая захватывает взвешенные частицы и уносит их из аппарата в виде шлама. Сила инерции зависит от массы капель и частиц и их скорости движения. Частицы малого размера ( 1мкм) при сближении с каплями огибают их и не улавливаются. Для частиц малого размера характерно броуновское движение, при этом необходимо уменьшить скорость потока. При мокром очистке важную роль играет смачиваемость частиц жидкостью: чем лучше смачиваемость −тем эффективнее очистка.

Мокрые пылеуловители имеют ряд преимуществ перед аппаратами других типов [10]:

а) отличаются сравнительно не большой стоимостью и более высокой
эффективностью улавливания взвешенных частиц по сравнению с сухими
механическими пылеуловителями;

б) могут быть применены для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм (например, скрубберы Вентури);

в) могут не только успешно конкурировать с такими высокоэффективными пылеуловителями, как рукавные фильтры и электрофильтры, но и использоваться в тех случаях, когда эти аппараты обычно не применяются, например, при высокой температуре и повышенной влажности газов, при опасности возгорания и взрывов очищенных газов, в качестве теплообменников смешения.

Перечисленные преимущества аппаратов мокрого пылеулавливания позволяют широко их применять в системах пылеочистки сушильных установок, особенно во вторых ступенях очистки.

Однако метод мокрого обеспыливания имеет и ряд недостатков:

а) улавливаемый продукт выделяется в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод и, следовательно, с удорожанием процесса очистки;

б) при охлаждении очищаемых газов до температуры, близкой к точке росы, а также при механическом уносе из газоочистного аппарата газовым потоком капель жидкости пыль может осаждаться в газопроводах, системах вентиляции, дымососах. Кроме того, брызгоунос приводит к безвозвратным потерям
орошающей жидкости;

в) в случае очистки агрессивных газов аппаратуру и коммуникации необходимо защищать антикоррозионными материалами.

В качестве орошающей жидкости в мокрых пылеуловителях чаще все го применяют воду; при совместном решении вопросов пылеулавливания и химической очистки газов выбор орошающей жидкости (абсорбента) определяется условиями процесса абсорбции.

Среди пылеулавливающего оборудования аппараты мокрой очистки являются самыми многочисленными. В зависимости от способа организации поверхности контакта фаз и принципа действия их можно подразделить на следующие группы [10]:

1. полые газопромыватели (оросительные устройства, промывные камеры, полые и форсуночные скрубберы);

2. насадочные скрубберы;

3. тарельчатые газопромыватели (барботажные и пенные аппараты);

4. газопромыватели с подвижной насадкой;

5. мокрые аппараты ударно-инерционного действия (ротоклоны);

6. мокрые аппараты центробежного действия;

7. механические газопромыватели (механические и динамические скрубберы);

8. скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури и эжекторные скрубберы).

Иногда мокрые пылеуловители подразделяются по затратам энергии на низконапорные, средненапорные и высоконапорные.

К низконапорным аппаратам относятся пылеуловители, гидравлическое сопротивление которых не превышает 1500 Па (полые газопромыватели, мокрые аппараты центробежного действия). К средненапорным относятся аппараты с гидравлическим сопротивлением от 1,5 до 3 кПа (насадочные скрубберы, тарельчатые газопромыватели, газопромыватели с подвижной насадкой). К высоконапорным аппаратам относятся пылеуловители, гидравлическое сопротивление которых выше 3 кПа (аппараты ударно-инерционного действия, механические и скоростные газопромыватели).