5.3 Насадкові газопромивники

Насадкові газопромивники – це колони, заповнені тілами різної форми (рис. 5.2). Як заповнювач (насадка) застосовуються: галька, кокс, кільця з перегородками, кільця Рашіга або Полля, кульки з полімерних матеріалів, скла або пористої гуми. Більш тісний контакт газу, який очищається, з рідиною забезпечує кращу ефективність цих апаратів порівняно з порожнинними газопромивниками.

За напрямом руху газів і рідини насадкові газопромивники поділяються на 3 групи: протиструминні, прямоструминні та з поперечним зрошенням.

Залежно від стану насадки вони бувають з нерухомою насадкою і з рухомою кульковою насадкою. Апарати з нерухомою насадкою знаходять застосування при вловлюванні тонкого пилу у вигляді туманів, добре розчинного пилу, а також при спільному протіканні процесів пиловлов-лювання, охолодженні газів і абсорбції. Ефективність вловлювання більше 2 мкм перевищує 90%. Недоліком цих апаратів є забруднення каналів, які утворюються елементами насадок, зволоженим пилом, що приводить до різкого збільшення гідравлічного опору і зменшення продуктивності газопромивника.

Рисунок 5.2 – Насадковий газопромивник з поперечним зрошенням:

1 – корпус; 2 – форсунки; 3 – насадка; 4 – зрошувальний пристрій; 5 – опорна решітка; 6 – шламозбірник

Апарати з рухомою насадкою (рис. 5.3) більш розповсюджені. В них насадка знаходиться в постійному русі, тому пил змивається, а між- елементний простір регулюється напором газу в апараті. Для забезпечення вільного перемішування насадки в газорідинній суміші густина кульок не повинна перевищувати густину рідини. Оптимальними є кульки діаметром 20...40 мм і насипною густиною 100...300 кг/м³; витрати зрошувальної рідини в межах 4...6 кг/м³; гідравлічний опір – 300...1400 Па; продук-тивність для газів – 3000...40000 м³/год.

Скрубери з рухомою насадкою можуть працювати при різних режимах, але оптимальним для пиловловлювання є режим повного (розвинутого) псевдозрідження. Швидкість газу , м/с, що відповідає початку режиму повного псевдорозрідження, визначається з формули:

(5.4)

де – діаметр кулькової насадки, м;

– вільний переріз решітки, м²/ м²;

– коефіцієнт (при ширині щілини в опорній решітці b = 2мм,

; при мм ).

Гранично допустима швидкість газу , м/с, рівна:

. (5.4а)

Для забезпечення високого ступеня пиловловлювання рекоменду-ються такі параметри процесу: швидкість газу – 5...6 м/с; питоме зрошен-ня 0,5...0,7 кг/м³; вільний переріз решітки м²/м² при мм. При очищенні газів, які вміщують смолисті речовини, а також пил, здатний до утворення відкладень, застосовують щілинні решітки (тарілки) з великою часткою вільного перерізу ( м²/м²).

6

7

Рисунок 5.3 – Газопромивник з конічним шаром рухомої насадки:

1 – корпус; 2 – опорна решітка (тарілка); 3 – шар кульок;

4 – бризковловлювач; 5 – обмежувальна решітка; 6 – форсунка;

7 – шламозбірник

Вільний переріз обмежувальної решітки складає 0,8...0,9 м²/м². При виборі діаметра кульок необхідно витримувати співвідношення . Оптимальними є кульки діаметром 20...40 мм і насипною густиною 200...300 кг/м³. Мінімальна статистична висота шару насадки складає 5...8 діаметрів шарів, а максимальна визначається із співвідношення .

Висота секції (відстань між решітками) , м, складається з динаміч-ної висоти шару псевдозрідженої кулькової насадки і висоти сепара-ційної зони :

(5.5)

, (5.6)

Загальний гідравлічний опір колони , Па, розраховується за формулою:

(5.7)

де і – втрати напору при вході та виході газу з апарата, Па;

– гідравлічний опір опорної решітки з шаром утримуваної рідини, Па;

– гідравлічний опір шару сухої насадки, Па;

– гідравлічний опір рідини, яка утримується шаром насадки, Па;

– гідравлічний опір обмежувальної решітки, Па.

Розрахунок і виконують за формулами:

(5.8)

(5.9)

де – насипна густина, кг/м³;

– пористість нерухомого шару сухої кулькової насадки, приймається рівною 0,4;

– швидкість зрошуваної рідини в розрахунку на вільний переріз, м/с.

Запорізьким філіалом НДІОГазу і Казахським хіміко-технологічним інститутом розроблена базова модель скрубера з рухомою шаровою насадкою СДК загальнопромислового призначення з уніфікацією основних елементів. Основні параметри газопромивників серії СДК наведені в табл. 5.3.

Таблиця 5.3 – Основні характеристики СДК

Параметри	Марка апарата
	СДК -1,2-2-01	СДК -1,6-2-01	СДК -1,4-2-01
Продуктивність, тис. м3/год при швидкості газу в перерізі апарата: 4 м/с 7,5 м/с	16 30	32 60	64 120
Розрахункова площа перерізу контактної зони, м2	1,13	2,0	4,52
Гідравлічний опір апарата, кПа	1,2-3,5	1,2-3,5	1,2-3,5
Розрідження газів всередині апарата, кПа	15,0	15,0	15,0
Концентрація на вході в апарат, г/м3, не більше: HP, SiF4 (в перерахунку на фтор) пил (аерозоль)	5,0 10,0	5,0 10,0	5,0 10,0
Густина зрошення, м3 /(м2 год)	25-35	25-35	25-35
Температура газу на вході в апарат, ºС, не більше	100-120	100-120	100-120
Температура зовнішньої поверхні , °С	40	40	40
Граничний вміст зависі в оборотному розчині при поданні зрошення через форсунки, г/м3 , не більше pH, не менше	10 7,0	10 7,0	10 7,0
Ступінь очищення при pH = 7 % від з’єднань фтору від пилу ( мкм )	97-99 96-99,2	97-99 96-99,2	97-99 96-99,2
Питомі енергетичні витрати, кВт∙год/ тис. м3	1,99	1,99	1,99
Габаритні розміри, мм: діаметр, не менше висота, не більше ширина, не більше маса, кг +/- 20	1200 8300 1900 2300	1600 10520 2600 3850	12600 12600 3600 5700