Определение эффективности очистки газов от дисперсной фазы и модернизация скрубберов высокоэффективными насадками

Рассмотрено решение задачи моделирования очистки дымовых и технологических газов от тонкодисперсной фазы на предприятиях энергетики и нефтегазохимического комплекса c применением колонных аппаратов с новыми высокоэффективными хаотичными и регулярными насадками. Показано применение диффузионной и ячеечной моделей структуры потока для расчета профиля концентрации осаждающихся частиц на пленку жидкости в аппаратах с различными насадками. Учет осаждения тонкодисперсных частиц из газов на межфазную поверхность стекающей по насадке пленки жидкости осуществляется с применением объемного источника массы. Принята модель турбулентно-инерционного осаждения частиц. Основными параметрами моделей являются коэффициент турбулентной миграции частиц к поверхности пленки на контактных устройствах, модифицированное число Пекле с коэффициентом обратного перемешивания и число ячеек полного перемешивания. Данный подход может быть обобщен на широкий класс пленочных аппаратов мокрой очистки газов с целью их проектирования или выбора вариантов модернизации. Получены выражения для расчета эффективности сепарации аэрозолей на насадки, а также требуемая высота слоя насадки при заданной эффективности.

Представлены результаты расчетов эффективности очистки газов от аэрозолей с применением в скрубберах различных типов насадок, а также требуемой высоты слоя насадок при заданной эффективности. Дана графическая зависимость мощности, затрачиваемой на газоочистку в аппаратах с различными насадками. Показаны результаты решения производственной задачи очистки пирогаза от кокса и смол циркуляционной водой в модернизированном скруббере с новыми высокоэффективными насадками.

Представлены выражения для расчета коэффициента скорости турбулентной миграции частиц для хаотичных и регулярных насадок, а также модифицированных чисел Пекле. Отличительной особенностью данных выражений является расчет на основе известного гидравлического сопротивления контактных устройств.

1. Зиганшин М. Г., Колесник А. А., Зиганшин А. М. Проектирование аппаратов пылеочистки: учебное пособие. 2-е изд. перераб. и доп. Санкт-Петербург: Издательство Лань 2014;: 544.

2. Дмитриев А. В., Макушева О. С., Каллимулин И. Р., Николаев А. Н. Вихревые аппараты для очистки крупнотоннажных газовых выбросов промышленных предприятий. Экология и промышленность России 2012; (1): 4 – 7.

3. Войнов Н. А., Жукова О. П., Кожухова Н. Ю., Богаткова А. В. Вихревое контактное устройство для очистки газо вых выбросов. Химия растительного сырья 2018; (2): 217 – 223.

4. Комиссаров Ю. А. Гордеев Л. С., Вент Д. П. Основы конструирования и проектирования промышленных аппаратов. Москва: Издательство Юрайт 2017;: 368.

5. Разинов А. И., Клинов А. В., Дьяконов Г. С. Процессы и аппараты химической технологии. Казань: КНИТУ 2017;: 860.

6. Башаров М. М., Лаптев А. Г. Эффективность насадочных газосепараторов и сетчатых демистеров на предприятиях ТЭК. Надежность и безопасность энергетики 2016; (3): 57–60.

7. Лаптев А. Г., Башаров М. М., Лаптева Е. А., Фарахов Т. М. Модели и эффективность процессов межфазного переноса. Часть 1. Гидромеханические процессы. Казань: Центр инновационных технологий 2017;: 392.

8. Дмитриев А. В., Зинуров В. Э., Дмитриева О. С., Нгуен Ву Л. Улавливание мелкодисперсных твердых частиц из газовых потоков в прямоугольных сепараторах. Вестник Иркутского государственного технического университета 2018; 22 (3): 138–144.

9. Каган А. М., Лаптев А. Г., Пушнов А. С., Фарахов М. И. Контактные насадки промышленных тепломассобменных аппаратов. под ред. А. Г. Лаптева. Казань: Отечество 2013;: 454.

10. Mitin A. K., Nikolaikina N. E., Pushnov A. S., Zagustina N. A. Geometric characteristics of packing's and hydrodynamics of packed biotrickling fi lters for air-gas purifi cation. Chemical and Petroleum Engineering 2016; V. 52 (1): 47–52.

11. Городилов А. А., Беренгартен М. Г., Пушнов А. С. Особенности пленочного течения жидкости по гофрированной поверхности регулярных насадок с перфорацией. Теоретические основы химической технологии 2016; Т. 50 (3): 334–344.