К недостаткам мокрой очистки газов следует отнести необходимость обработки отработанных вод, повышенный брызгоунос, необходимость защиты аппаратов от коррозии при обработке агрессивных сред.
Несмотря на эти недостатки, мокрые газоочистительные аппараты с успехом применяются в химической технологии и в технике защиты окружающей среды.
Аппараты мокрой очистки газов часто используют в газоочистных системах для охлаждения и увлажненеия газов. В этом случае они играют роль теплообменников смешения, где очищаемый газовый поток непосредственно контактирует с охлажденной жидкостью. Среди аппаратов для очистки от пыли мокрые пылеуловители отличаются наибольшим разнообразием. При этом жидкая фаза находится в виде пленки, струи, капель, пены и различных сочетаний.
Когда газ движется турбулентным потоком (Re > 2100), турбулентное перемешивание поддерживает гомогенность состава во всем объёме газа. Ближе к границе раздела фаз движение газа замедляется и образуются ламинарные потоки, которые характеризуются низким Re. Полагают, что на границе раздела фаз газ неподвижен. Согласно теории Уайтмана и Льюиса абсорбируемый газ диффундирует через ламинарный неподвижный пограничный слой и неподвижный подслой.
Полагают, что на границе раздела существует равновесие, т.е. парциальное давление абсорбированного газа и концентрация уловленного газового компонента ci взаимосвязаны. В состоянии установившегося режима массопереноса скорость массопереноса к границе раздела фаз и от границы раздела фаз равна:
NA = KG (P – Pi) = KL (ci – c)
P, Pi – парц. давление абсорбируемого компонента в объёме газа и на границе раздела фаз.
ci, c – концентрация абсорбируемого компонента на границе и в объёме жидкости.
KL, KG – соответственно коэффициенты массопереноса в газовой и жидкой фазе.
|
– коэффициент диф-ти в жидкой фазе |
|
– толщина пленки жидкости |
,
Полная движущая сила процесса выражается значениями «P – Pi» и «ci – c».
Р* - равновесное парц. давление растворенного вещества, имеющего ту же концентрацию, что и поток жидкости.
С* - концентрация компонента в растворе, который бы находился в равновесии с растворённым веществом и имеющем то же парц. давление, что и основной газовый поток.
Точка В характеризует состав двух фаз на границе раздела. Движущие силы находятся между собой в зависимости:
.
Недостаток теории Уайтмана и Льюиса предполагает наличие неподвижных пограничных слоёв, что на практике не имеет места.
Все процессы делятся на прямоток и противоток.
При расчёте абсорбера с нелетучим поглотителем массовые расходы поглотителя и не растворяющегося в жидкости газа будут постоянными по высоте абсорбера. В случае противотока расход поглощаемого компонента равен:
M = G (YH - YB) = L (XH – XB), [кг/с].
G, L – расходы инертного газа, жидкого поглотителя.
YH, YB – концентрации поглощаемого компонента в газе внизу и наверху абсорбера, кг/кг инертного газа.
XH, XB – то же самое, только для жидкости, кг/кг жидкости.
Y – текущая концентрация.
Y = YH + 
(X – XH)
Y = YB + 
(X – XB) – уравнение работы противотекущего процесса.
Расход орошающей жидкости:
Lпр=
Lтеор,
где -коэффициент
избытка
Уравнение массопередачи для абсорбера с непр. контактом фаз:
F – поверхность контакта фаз, м2.
М – расход поглощаемого компонента, кг/с.
Ку – коэффициент массопередачи, кг/(м2×с)
Dуср – величина, которая рассчитывается:
,
кг/кг инертного газа.
Диаметр абсорбера:
Q – объёмный расход газа, м3/с,
wг – линейная скорость газа в абсорбере, м/с.
Высота абсорбера:
,
S – площадь поперечного сечения абсорбера, а – удельная поверхность контакта фаз.
Все установки можно условно разделить на 2 большие группы:
диспергирование пузырьков газа в жидкости;
диспергирование капель жидкости в газе.
По принципу работы, аппараты мокрой очистки делятся на:
Пленочные
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.