Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные)

Наиболее распространены пенные аппараты с провальными тарелками или тарелками с переливом (рис.1−15). Тарелки с переливом имеют отверстия диаметром 3−8 мм и свободное сечение 0,15−0,25 м2/м2. Провальные тарелки могут быть дырчатыми, щелевыми, трубчатыми и колосниковыми. Дырчатые тарелки имеют отверстия d0=4— 8 мм. Ширина щелей у остальных конструкций тарелок равна 4−5 мм. Свободное сечение всех тарелок составляет 0,2−0,3 м2/м2. Пыль улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии газа и жидкости.

Рис. 1−15. Пенные пылеуловители (газопромыватели): а — с переливной тарелкой; б — с провальной тарелкой; 1 — корпус; 2 —тарелка; 3 — приемная коробка; 4 — порог; 5 — сливная коробка; 6 — ороситель Выделяют следующие стадии процесса улавливания пыли в пенных аппаратах: инерционное осаждение частиц пыли в подрешеточном пространстве; первую стадию улавливания частиц пыли в пенном слое («механизм удара»); вторую стадию улавливания частиц пыли в пенном слое (инерционно-турбулентное осаждение частиц на поверхности пены).

Эффективность улавливания пыли в подрешеточном пространстве значительна при улавливании пыли размером частиц более 10 мкм. Преобладающим в работе пенных аппаратов для пылеулавливания является «механизм удара». Эффективность этого механизма намного больше эффективности других механизмов.

Эффективность процесса пылеулавливания зависит от величины межфазной поверхности. Для дырчатых тарелок с переливом удельную объемную поверхность контакта вычисляют по формуле:

Для провальных тарелок при h_Q> 20 мм формула имеет вид:

где а — удельная объемная поверхность контакта фаз, м²/м³; w_k — скорость газа в колонне, м/с; <�р_г— газосодержание пенного слоя; р_ж— коэффициент динамической вязкости жидкости, Па. с; о — коэффициент поверхностного натяжения жидкости, Н/м²; h₀ — высота исходного слоя жидкости, м.

Для h_o<20 мм коэффициент пропорциональности в формуле равен 0,28h₀.

Высота слоя пены:

Полное гидравлическое сопротивление аппарата.

где ДР_т—полное сопротивление тарелки, Па; ДР_ип—гидравлическое сопротивление каплеуловителя, Па.

Гидравлические потери при входе и выходе газа из аппарата ДР + +ДР_вы11 принимают равными 50−100 Па.

Полное сопротивление тарелки:

где ДР_с, ДР₅, ДР_ст — соответственно сопротивление сухой тарелки, сил поверхностного натяжения и статического слоя жидкости, Па.