Газопромыватели с подвижной насадкой

В качестве насадки в таких аппаратах чаще всего используются полые и сплошные шары из полимерных материалов, стекла или пористой резины. Для обеспечения свободного перемещения насадки в газожидкостной смеси плотность шаров не должна превышать плотность жидкости.

1 – опорная тарелка; 2 – шаровая насадка; 3 – отражательная тарелка; 4 – ороситель; 5 – брызгоуловитель

Рисунок - Цилиндричекий пылеуловитель с подвижной шаровой насадкой

Оптимальный режим для пылеулавливания – режим полного (развитого) псевдоожижения. Скорость газов v _гн, соответствующая началу режима полного псевдоожижения, определяется по формуле

,

где d _ш – диаметр шаровой насадки, м;

s ₀ – доля свободного сечения опорной решетки, м²/м²;

В – коэффициент (при ширине щели в опорной тарелке b = 2 мм В = 2,8 · 10³; при b > 2 мм В = 4,6 · 10³).

Предельно допустимая скорость газов v _гп, отнесенная к полному сечению аппарата, не зависит от ширины щели и рассчитывается по формуле

.

При выборе диаметра шаров необходимо соблюдать соотношение:

,

где D _ап – диаметр аппарата.

Оптимальными с точки зрения пылеулавливания являются шары диаметром 20–40 мм с плотностью 200–300 кг/м³.

Минимальная статическая высота слоя насадки H _ст составляет 5–8 диаметров шаров, а максимальная определяется из соотношения:

,

Высота секции (расстояние между тарелками) H _секц определяется из выражения:

,

где H _дин – динамическая высота слоя псевдоожиженной шаровой насадки, м;

H _сеп – высота сепарационной зоны, м.

Величина H _дин может быть определена по формуле:

,

где v _ж – скорость жидкости, приведенная к свободному сечению аппарата; величина H _сеп может быть принята равной (0,1-0,2) H _дин.

Гидравлическое сопротивление р_р зоны контакта (опорной тарелки и псевдоожиженного слоя шаровой насадки) рассчитывается по уравнению

,

где р _т – гидравлическое сопротивление опорной тарелки со слоем удерживаемой ею жидкости, Па;

р _ш – гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки, Па;

р _ж.н – гидравлическое сопротивление слоя жидкости, Па;

р _о.т – гидравлическое сопротивление ограничительной тарелки, Па.

Аппараты с подвижной насадкой работают при скоростях газа 5–6 м/с, т. е. в 2–3 раза превышающих скорость газов в пенных аппаратах. Более высокая скорость газов и турбулизирующее действие псевдоожиженных шаров приводит к значительному увеличению высоты слоя.

Кроме того, шаровая насадка, циркулирующая в рабочем объеме аппарата, вследствие непрерывного изменения расстояния между шарами и их соударений, способствует интенсификации осаждения частиц пыли в слое пены. В итоге аппараты с подвижной насадкой имеют более высокую эффективность по сравнению с пенными пылеуловителями.