Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
N= Г-----+ 4“ In-f—(111.48)
J «/ — У 2 1 —«/і ' '
Vl
в) если концентрации очень малы и как операционная, так и равновесная кривая могут быть представлены в виде прямых линий с уравнением у=тх-\-С для равновесной кривой, можно показать, что
N — , У2 ~ f1— (III.49)
ІУ У )lm
где
(У— У*)і — (У — У*)г (.у-у)ш= , (у-у'Ъ
1п (у-у-к
Если скорость потока жидкости значительно больше скорости потока газа, наклон операционной линии LJV будет крутой, и движущие силы в этом случае велики. При малых значениях LfV движущие силы будут уменьшаться до тех пор, пока операционная и равновесная кривая не соприкоснутся при достижении равновесия, тогда можно найти минимальную скорость потока жидкости. Такое минимальное значение может быть достигнуто только в бесконечно длинном абсорбере.
114
Параллельные потоки обычно не применяются в насадочных или простых орошаемых башнях. Однако они бывают в скрубберах Вентури или в циклонных скрубберах, которые используются для очистки малозагрязненных газов. Расчет числа единиц переноса в случае параллельного потока подобен расчету для противотока за исключением того, что операционная линия имеет наклон в сторону, противоположную показанному на рис. 111-3,6.
Джонстон и Силокс [406] вывели эмпирическое уравнение для числа единиц переноса в циклонном скруббере (см. рис. IX-7), где абсорбируется диоксид серы(IV):
1,09- 10_5лР
N = —Fw— (111-5°)
где п — число форсунок в скруббере; S — площадь на входе газа, м2; P — общее давление газа, кПа; V — скорость газа на выходе, кмоль/(м2-с).
Более общая коррелирующая функция, предложенная для скрубберов Лундом [536]„ основана на оценке потребления энергии установкой. Указывается, что число единиц переноса прямо пропорционально энергии, введенной с жидкостью Dl, и обратно пропорционально анергии, .введенной с газом Dv
N~DL/D\Y (III.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 перемешиванием жидкости. Этот метод обычно* не применяется для очистки промышленных газов;
2) путем пропускания газа через барботажные колпачковые тарелки или через другие тарелки в тарельчатой колонне. Конструкция таких колонн детально описана в работах по проектированию Дистилляционных 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, они несложны в эксплуатации и имеют меньшую общую массу. Для абсорбции газа могут применяться также колонны Турбогрид [70] с сетчатыми тарелками, которые дешевле в строительстве, чем стандартные колпачковые тарельчатые колонны и могут быть более эффективными;
8*
115
3) путем пропускания газа через обычную насадочную 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 IX). Иногда оросительные башни применяются для абсорбции газов там, где сопротивление жидкостной пленки значительно [768], поскольку при циркуляции внутри капель их поверхность обновляется и участвует в абсорбции. Однако в общем случае оросительные башни не могут использоваться для абсорбции высококонцентрированных газов, так как они характеризуются низким отношением жидкость — газ. Преимущество башен заключается в том, что они практически не забиваются, отличаются низким перепадом давления и могут работать при очень больших расходах газа, в частности при применении мокрого циклонного уловителя.
Конструкция насадочных колонн очень проста (рис. III-4); на-садочные элементы загружаются в них 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 Макмаго-на), сетки (деревянные и графитовые сетки). Существует множество вариантов заполнения насадочных башен: деревянные дощечки и Спрейпак [547], представляющий собой напряженную металли-
tJucrnbiH газ
t
ческую сетку. Кольца диаметром менее 50 мм и седла обычно загружают в колонну навалом, тогда как кольца большего размера (особенно хрупкие) укладываются осторожно.
Газ на очистку
Сбежйя ' живность
Насадочные кольца могут быть металлическими, стеклянными, керамическими или пластмассовыми в зависимости от коррозионной агрессивности среды в башне. Необходимо тщательно распределять жидкость, чтобы она смачивала
Рис. III-4. Схема насадочной колонны:
