Разделение газовых неоднородных систем (очистка газов)

Интенсифицировать процесс очистки газов от пыли под действием гравитационных или центробежных сил можно, предварительно увлажнив его. Для этого газ приводят в тесный контакт с жидкостью (чаще всего с водой), которую разбрызгивают или распределяют в виде тонкой пленки в потоке газа, либо газ пропускают через слой жидкости. Такой способ очистки газа получил название мокрого. Используется он для тонкой очистки в тех случаях, когда по условиям технологического процесса допустимы увлажнение и охлаждение газа, а взвешенные в газе частицы хорошо смачиваются жидкостью.

Самыми простыми аппаратами для мокрой очистки газа являются скрубберы.  Газ проходит через полый скруббер снизу вверх и орошается водой, разбрызгиваемой через форсунки. Для более полной очистки применяют насадочные скрубберы, заполненные хордовой или кольцевой насадкой (иногда кусками кокса либо кварца), и орошаемые при помощи специальных распределительных устройств. В полых скрубберах степень очистки газа достигает 60–75 %, в насадочных 75–85 %.

В центробежных скрубберах (рис. 13.7) запыленный газ поступает в цилиндрический корпус 1 через входной патрубок 2, расположенный тангенциально по отношению к нему. В силу этого газ приобретает внутри корпуса вращательное движение. Стенки корпуса орошаются водой, поступающей через сопло 3 и стекающей в виде пленки.

Поток газа поднимается, вращаясь, по винтовой линии снизу вверх; при этом взвешенные в газе частицы движутся под действием центробежной силы в радиальном направлении, достигают стенок скруббера, смачиваются водяной пленкой и удаляются с водой через коническое днище 4.  Очищенный газ уходит через выходной патрубок 5.

В центробежных скрубберах достигается более высокая степень очистки, чем в полых или насадочных; она зависит от диаметра скруббера и удельного расхода воды. При диаметре скруббера 1 м и удельном расходе воды 0,2·10^–3 м³ воды/м³ газа в зависимости от дисперсного состава пыли степень очистки составляет 85–87 %. С уменьшением диаметра скруббера степень очистки может достигать 98 %.

Для очистки сильно запыленных газов более эффективны барботажные (пенные) пылеуловители (рис. 13.8).

Рисунок 13.7 – Центробежный скруббер:

1 – корпус; 2 – входной патрубок; 3 – сопло; 4 – коническое днище;

5 – выходной патрубок.

Барботажный пылеуловитель представляет собой полую камеру 1 круглого или прямоугольного сечения, внутри которой расположена горизонтально перфорированная перегородка – решетка 2. Жидкость через штуцер и приемную коробку 4 поступает на решетку, а газ, подвергающийся очистке, подается под решетку. Проходя через отверстия решетки, газ вспенивает жидкость на решетке, превращая ее в слой пены, что обеспечивает большую поверхность фазового контакта (газа и жидкости), а следовательно, и высокую степень очистки.

Рисунок 13.8 – Барботажный пылеуловитель:

1 – корпус; 2 – перфорированная перегородка

(решетка); 3 – коническое днище; 4 – приемная коробка; 5 – сливной порог; 6 – сливной патрубок;

7 – спускной штуцер

Уровень пены регулируется сливным порогом 5. Более мелкие частицы дисперсной фазы проходят вместе с газом через отверстия в решетке, захватываются пеной, перемещающейся по решетке, и с ней удаляются через сливной патрубок 6 (это примерно 80 % от общего количества улавливаемой дисперсной фазы).

Более крупные частицы улавливаются жидкостью, протекающей через отверстия в решетке, в подрешеточном пространстве. Образующаяся при этом суспензия собирается в нижней конической части аппарата 3 и удаляется из него через спускной