Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Указывается, что число единиц переноса прямо пропорционально энергии, введенной с жидкостью 7)г„ и обратно пропорционально энергии,,введенной~с газом Йг (11!.51) Однако константы, необходимые для решения уравнения, не определены. Проектирование абсорбционной установки Противоточный контакт газ — жидкость может быть осуществлен следующими способами: 1) путем барботажа газа через емкость с абсорбирующей жидкостью. Емкость обычно снабжена трубкой с отверстиями — так называемой пористый газораспределитель, через который проходит газ.
Степень дисперсии газа может быть увеличена перемешивапием жидкости. Этот метод обычна не применяется для очистки промышленных газов; 2) путем пропускания газа через барботажные колпачковые тарелки нли через другие тарелки в тарельчатой колонне. Конструкция таких колони детально описана в работах по проектированию днстилляционных колонн. Тарельчатые колонны дороже, чем насадочные, но они позволяют работать с очень большими объемами жидкости, их можно легко перевести в режим межкаскадного нагрева или охлаждения, онп несложны в эксплуатации и имеют меньшую общую массу.
Для абсорбции газа могут применяться также колонны Турбогрид 170] с сетчатыми тарелками, которые дешевле в строительстве, чем стандартные колпачковые тарельчатые колонны и могут быть более эффективными; 11б 3) путем пропускання газа через обычную насадочиую колонну Это наиболее распространенная установка, поэтому ниже она будет обсуждена подробнее; 4) в оросительных башнях, широко используемых для удаления твердых частиц (проектирование таких башен описано в главе 1Х), Иногда оросительные башни применяются для абсорбции газов там, где сопротивление жидкостной пленки значительно [7681, поскольку при циркуляции внутри капель их поверхность обновляется и участвует в абсорбции.
Однако в общем случае оросительные башни не могут использоваться для абсорбции высоко- концентрированных газов, так как они характеризуются низким отношением жидкость — газ. Преимущество башен заключается в томе что они практически не забиваются, отличаются низким перепадом давления и могут работать прн очень больших расходах газа, в частности при применении мокрого циклонного уловителя.
Конструкция насадочных колонн очень проста (рис. 1!1-4); насадочные элементы загружаются в иих либо беспорядочно, либо укладываются в определенном порядке. Насадка расположена выше входного отверстия для газа, и жидкость стекает вдоль насадки. В качестве насадки применяют обломки скальных пород или камни, она может иметь форму колец (кольца Рашига, Лессинга, Поля и Диксона), седел (седла Берля, Инталокс, седла Макмагона), сетки (деревянные и графитовые сетки). Существует множество вариантов заполнения насадочных башен: деревянные дощечки и Спрейпак (5471, представляющий собой напряженную металли- ческую сетку. Кольца диаЧиблтатй аай метром менее 50 мм н седла обычно загружают в колонну навалом, тогда как кольца большего размера (особенно хрупкие) укладываются осторожно.
Насадочные кольца могут быть металлическими," стеклянными, керамически- Г ми или пластмассовыми в зависимости от коррозионной агрессивности среды в башне. Необходимо тщательно распределять жидкость, чтобы она смачивала КабтЖР 116 Рис. 1П-4. Схема насадочной колонны: ! — дауастуненпатый отбойный сепаратор; 2 — форсунки-распределители; б опора пасадин; б — дренажный клапан: б — байпас; б — ниркулнкионный касок длн жидкости. рис. 111-5. Соотношение между скоростью гааового потока 1(, расходом жидкости Б и перепадом давления ЬР в васадочной колоние: ( — сукля нз«алка; т — (- 5700 кг((ч мпг З вЂ” Ь=(ЗО(п ю((ч лг*(г 4 — 8( ИК) кг((ч и"(; г(Я вЂ” линия заклсбмаання; В — линия загрузки.
ъь и .и (РРО ъм Удельная нсзерхнссть, мт(мз Насмпная нлстнссть кг(мз Пн рис тесть, % Числе в 1 ма Насадка всю насадку, особенно в верхней части. Для этой цели можно предусмотреть установку 'оо ор (ОООО (Р (ооо брызгоуловителей. Опорная решетка должна быть механически прочной, чтобы выдержать массу насадки и жидкости, если жидкость заполнит колонну в случае захлебывания. Чтобы избежать захлебывания и запора газа илп жидкости, структура решетки должна быть более «открытой», чем структура насадки. Диаметр абсорбционпой колонны определяется двумя факторами, первым из них является достижение удовлетворительного относительного расхода жидкости и газа, а вторым — наиболее экономичными размерами башни. При низких расходах жидкости и газа образуются регулярные струйки жидкости, стекаюшей с насадки.
При увеличении газового потока возрастает перепад давления н наступает момент, когда часть жидкости будет задерживаться в насадке (жидкость подпирает). Это точка загрузки. При еще большем газовом потоке наступает захлебывание, и давление увеличивается очень быстро (рис. 1П-5). Точка, в которой это происходит, ТАБЛИЦА (И-Г Характеристика иааоодее распространенных насадок называется точкой захлебывания. Было показано, что она зависит как от вязкости жидкости, так и от плотности и скоростей потоков жидкости и газа. Точки захлебывания были скоррелированы для большого числа текучих сред и иасадочных материалов (рис. П1-6) [524] и в частном случае могут быть определены с помощью этой кривой.
Соответствующие данные для наиболее распространенных насадок приведены в табл. 111-!. Обычно колонна работает при расходах газа, составляющих 50 — 607з от расхода, соответствующего точке захлебывания. Этот расход и определяет минимальный диаметр колонны. Более быстрый графический метод определения минимального диаметра колонны основан на аналогичных принципах и опубликован Ченом [1571. Здесь диаметр башни Р (определен для скорости, равной 50е от скорости захлебывания) может быть найден из уравнения (в м): В = 16,28Щ ~ — ) (111.52) где У вЂ” скорость газового потока, ит]с; ф — козффициеит корреляции (рис.
Ш-7). После определения минимального диаметра диаметр конструкции должен быть найден исходя из экономических соображений при условии, что наиболее экономичный диаметр не должен быть меньше минимального. При выборе насадки следует учитывать, что она должна быть коррозионно-стойкой. Более сложные насадочные материалы с 1п гп ~1/о' 5 л аг 76 з го Ф ~ого 04Ъ)хара/е. м/ЛСП]оа м" фЕ ьаз и'" )па а 70' „ тп' гпо го' и' (Су,„)аип чНзлггЧ~о О.с/и]"' Рис. Ш-7. Корреляция для расчета диаметра башни при 56$-иом орошении [157] (обозначения см.
рис. Ш-б). Рнс. 111-6. Корреляция для расчета расходов оросительной жидкости, где С вЂ” расход жидкости, иг((с и*); у — расход газа, кгдс ма); р — вязкость жидкости, сП; р — плотность газа, кг/мп р„— плотность жидкости, кг/м', а — удельная поверхность насадки, м1)ма, я — пористость насадки — безразмерная величина. 116 большей эффективной площадью поверхности стоят дороже, ио требуют меньших размеров башни при тех же нагрузках. Йайдеио, что приблизительно стоимость корпуса башни растет пропорционально квадрату диаметра. Однако для широких башен требуется меньшая высота насадки и, следовательно, в иих меньше потеря давления газового потока, снижающая энергозатраты вентиляторов.
С учетом всех этих факторов выбирают наиболее экономичный диаметр башли, который должен обеспечивать скорость газового потока, не превышающую 50о1о скорости захлебывания. Если наиболее экономичный диаметр меньше этого, следует принять минимальный расчетный диаметр.
Абсорбция газов Оксид серы (!Ч) является наиболее распространенной примесью в отходящих газах. Проблема очистки этих газов имеет два аспекта. При обработке серосодержащих минералов (свинцовая, цинковая, медная, оловянная и другие руды) сера составляет основную часть руды, и она выделяется в процессе обжига и плавки в виде оксида серы высокой концентрации, что наносит большой ущерб даже иа значительных расстояниях от места выброса. Такой случай произошел в штате Вашингтон (США), причем причиной ущерба явилнсь газы плавильного завода в Трейле, Британская Колумбия (Канада), расположенного вблизи границы.
Фирма Консолидейтед й4айнинг энд Смелтинг ов Канада 1439) была присуждена к выплате более 42000 долларов в возмещение убьгхков В подобных случаях необходимость очиспки Обжиговых и плавильных газов является обязательной. Ограничения, принятые во многих частях Соединенных Штатов, устанавливают, что содержание 30н в дымовых газах плавильных цехов не должно превышать 0,75$ (об.), а в графстве Лос-Анджелес — не более 0,2то 1427] . Гораздо более общей является проблема удаления оксида серы(1Ъ') лв дымовых газов твплоэлектросггниций. Содержание серы в яих памиого агиже: Содержание Содержание 5, % зсз н газах % 1 0,06 4 0,25 Содержание Содержание 5 % 5Оа е газах 2 0,12 о 0,31 Уголь Уголь Мазут Мазут 11Э Однако общее количество ЬОа очень велико.
Современная ТЭЦ мощностью 1000 МВт, сжигающая в день 9000 т угля с 2о1о-ным содержанием серы, производит 360 т $05. Во многих случаях предпринимались попытки обработать такие огромные количества дымовых газов ТЭЦ; некоторые процессы переработки находятся на грани промышленного применения. Абсорбция двуокиси серы из отходящих газов цветной металлургии успешно осуществлялась различными методами. Оксид се- 60 00 ~~ гпп н) 700 Й Вп 00 Я г Х Ж)0 Я в 0 в 7 70 гпмнп 0070700 гппупп щло()титл+пуль(палт, и серы тта унг Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
