Охлаждение газов при непосредственном контакте с водой

В газоочистной технике охлаждение горячего ненасыщенного парами газа наиболее часто осуществляют путем впрыска в него испаряющейся воды. Для этого случая уравнение теплового баланса может быть записано в виде

М г[ с _г(T′ г — T″ г )+x(i′ _n - i″ _n)] = М _п[φ(i _п — i′ _в)+(1 — φ)(i″ _в — i′ _в], (17.8)

где М _ги М _в— массовые расходы газа и воды_; кг/с; с _г — массовая теплоемкость газа, Дж/кг; T′ ги T″ г— начальная и конечная температуры газа, °С; i _n— энтальпия пара, кДж/кг; i′ _ви i″ _в— начальная и конечная энтальпии воды, Дж/кг; х — влагосодержание горячего газа, кг/кг; φ — коэффициент испарения, доли ед.

Следует иметь в виду, что путем впрыска воды непосредственно в газоходы в режиме испарения газы можно охладить только до температуры, значительно превышающей температуру мокрого термометра. Для более глубокого охлаждения газов необходимо применение, специальных аппаратов в виде полых или насадочных скрубберов, скрубберов Вентури, аппаратов тарельчатого типа и т. п.

Рис. 17.2. Испарительный скруббер с конфузорным подводом газа типа СПВПК: 1 — корпус; 2 — щелевая форсунка; 3 — конфузорный насадок

Наиболее подходящим аппаратом для охлаждения газа при условии полного испарения жидкости (φ = 1) является скруббер с конфузорным подводом газа типа СПВПК (рис. 17.2). В этом аппарате для дробления жидкости используется энергия самого газового потока, подводимого в скруббер через насадок, представляющий собой бездиффузорную трубу Вентури со скоростью выхода газа 40—70 м/с. Орошение аппарата осуществляется щелевыми форсунками, которые располагаются в крышке скруббера по обе стороны от насадка. Описанные аппараты могут обеспечивать охлаждение газа с 250—400 °С при полном испарении орошающей жидкости (φ = 1) и удельном расходе ее до 0,055 кг/кг газа. Давление орошающей жидкости 25—100 кПа, температура 20—50 °С, гидравлическое сопротивление аппарата до 2,0 кПа, возможное разрежение до 6 кПа. Типоразмерный ряд скрубберов разработан на производительность от 13 до 200 тыс. м³/ч (табл. 17.2).

Таблица 17.2. Технические характеристики скрубберов типа СПВПК

Типоразмер	Расход газа, тыс. м^3/ч	Размеры выходного сечения конфузора, мм	Расход жидкости на орошение, м^3/ч	Число форсунок	Диаметр скруббера, м	Высота скруббера, м	Масса скруббера, т
СПВПК-15	13/18	110X614	0,4—0,9		1,2	8,07	1,73
СПВПК-25	21/29	160X704	0,63—1,45		1,2	8,07	1,74
СПВПК-40	34/48	210X904	1,0—2,4		1,6	11,07	3,23
СПВПК-50	43/60	240X1004	1,3—3,0		1,6	11,13	3.26
СПВПК-70	60/75	250X1200	1,8-4,25		2,0	12,83	5,7
СПВПК-85	70/85	300X1300	2,1—4,9		2,0	12,90	5,74
СПВПК-100	86/120	240X1400	2,6—6,0		2,4	14,27	7,74
СПВПК-120	100/140	370X1600	3,0—7,0		2,4	14,42	7,85
СПВПК-150	125/175	430X1600	3,75—8,75		2,8	16,41	10,52
СПВПК-175	146/200	450X1800	4,4—10,0		2,8	16,56	10,54
^1 В числителе — минимальный, в знаменателе — максимальный

Контрольные вопросы

1. Как определяют подсос воздуха, необходимый для охлаждения газа?

2. Как выбирают и рассчитывают котлы-утилизаторы?

3. Как выбирают и рассчитывают скрубберы полного испарения?

Дата добавления: 2015-09-02