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常用废气吸收设备的操作参数及优缺点

日期:2018/7/16 | 阅读:399次

  目前,使用的气体吸收设备大致可分为塔器和其他设备。塔器类主要包括喷淋塔(俗称空塔)、填料塔、板式塔、湍球塔、鼓泡塔等,其他设备也很多,如列管式湿壁吸收器、文丘里喷射吸收器、喷洒式吸收器等。
  喷淋塔结构简单,塔内只设若干喷嘴,气体由下部进入,液体由上部喷入。塔的上部设有除雾器。目前在有害气体治理中,对空塔的研究非常活跃,出现了许多新的结构形式。
  填料塔内装有各种形式的固体填充物,即填料。液相由塔顶喷淋装置分布于填料层上,靠重力作用沿填料表面流下,气相则在压强差推动下穿过填料的间隙,由塔的一端流向另一端。气、液在填料的润湿表面上进行接触,其组成沿塔高连续变化。
  板式塔内沿塔高装有若干层塔板(或称塔盘),液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底,并在多块板上形成流动的液层;气体则靠压强差推动,由塔底向上依次穿过 各塔板上的液层而流向塔顶。气、液两相在塔内进行逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。板式塔又根据板的形式不同分成各种类型,如泡沫塔、泡罩塔、喷 射板塔、浮阀塔等。
  湍球塔又称流化填料塔,它和填料塔在设计上没有根本的区别,其填料是空心或实心小球,在高的气速的推动下,小球高速湍动而成流化状态。液体由塔顶喷下润湿小球表面而与气相密切接触且高强度更新,增强了两相的接触传质,提高了吸收效率。
  鼓泡塔又称鼓泡反应器,塔内装满吸收液,气体以各种方式鼓入塔内,气体成分散相,液体是连续相。有害气体治理多用喷射鼓泡塔。
  吸收反应器的选择应根据气液组分的性质,结合气液反应器的特点和吸收过程的宏观动力学特点进行。所谓吸收反应器的特点是指气液分散和接触形式。为了增加 气液接触面积,要求气体和液体分散,分散形式有三种:气相连续液相分散(如喷淋塔、填料塔、湍球塔等),液相连续气相分散(如板式塔、鼓泡塔等),气液同 时分散(如文丘里吸收器)。就气液接触形式来讲,除板式塔为阶梯接触外,其他类型的塔器均为连续接触。
  吸收过程的宏观动力学特点是指在有化学反应的吸收中,吸收速率是由扩散控制还是动力学(化学反应)控制,还是两个因素共同控制。在有害气体治理中,处理的是 一些低浓度气体,气量大,一般都是选择极快反应或快速反应,过程主要受扩散过程控制,因而选用气相为连续相、液相为分散相的形式较多,这种形式相界面大, 气相湍动程度高,有利于吸收。喷淋塔、填料塔、湍球塔、文丘里吸收器等能满足这些要求。因此,在有害气体的治理中,填料塔、喷淋塔等应用较广,在有些场合 也应用板式塔及其他塔型。
  常用吸收设备的操作参数及优缺点比较

1、填料吸收塔
操作要点:
液气比1~10L/M3
喷淋密度6~8M3/(㎡.h)
压力损失500Pa
空塔气速0.5~1.2m/s
优点:结构简单,制造容易;填料可用耐酸陶瓷,易解决防腐问题;流体阻力较小,能量消耗低;操作弹性大,运行可靠。
缺点:气速过大会形成液泛,处理能力低;填料多、重量大,检修时劳动量大;直径大时,气液分布不均,传质效率下降。

2、湍球塔
操作要点:
空塔气速1.5~6.0m/s
喷淋密度20~110m3/(m2.h)
压力损失1.5~3.8kPa
优点:气液接触良好,相接触面不断更新,传质系数较大;空塔气速大;球体湍动,互相碰撞,不易结垢与堵塞。
缺点:气液接触时间短,不适宜吸收难溶气体;气速不够大时,小球不能浮起,不能运转;小球易损坏渗液,影响正常操作。

3、鼓泡塔
操作要点:
空塔气速0.02~3.5m/s
常用空塔气速﹤0.5m/s
液层厚度0.2~3.5m
优点:装置简单,造价低,易防腐蚀;塔内存液多,吸收容量大;气液接触时间长,利于慢速反应的化学吸收。
缺点:空塔气速低,不适宜处理大气量废气;液层厚,压力损失大,能耗高。

4、筛板塔
操作要点:
空塔气速1.0~4.0m/s
小孔气速16~22m/s
液层厚度40~60mm
单板阻力300~600Pa
喷淋密度12~15m3/(m2.h)
优点:结构较简单,空塔速度高,处理气量大;能够处理含尘气体,可以同时除尘、降温、吸收;大直径塔检修方便。
缺点:安装要求严格,塔板要求水平;操作弹性较小,易形成偏流和漏液,致使吸收率下降。

5、斜孔板塔
操作要点:
空塔气速1.5~4.0m/s
液层厚度30~40mm
单板阻力270~340Pa
优点:空塔气速高,处理能力大,气体交叉斜喷,加强了气液接触和传质,吸收效率高;可处理含尘气体,不易堵塞。
缺点:结构比筛板塔复杂,制造也较困难;安装要求严格,容易偏流。

6、喷淋塔
操作要点:
空塔气速0.5~2.0m/s
液气比0.6~1.0L/M3
压力损失100~200Pa
优点:结构简单,造价低,操作容易;可同时除尘、降温、吸收、压力损失小。
缺点:气液接触时间短,混合不易均匀,吸收率低;液体经喷嘴喷入,动力消耗大,喷嘴易堵塞产生雾滴、需设除雾器。

7、文丘里
操作要点:
喉口气速30~100m/s
液气比0.3~1.2L/M3
压力损失0.8~9kPa
水压0.2~0.5mPa
优点:结构简单,设备小,占空间小;气速高,处理气量大,气液接触好,传质好,可同时除尘、降温、吸收。
缺点:气液接触时间短,对于难溶气体或慢反应吸收率低;压力损失大,动力消耗多。

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