Интенсификация процессов газоочистки

Интенсификация процесса газоочистки возможна при подготовке газа перед очисткой и непосредственно в газоочистном аппарате.

Первый путь был подробно рассмотрен в гл. 5.6. Остановимся на втором.

Различают режимную и конструктивно-технологическую интенсификацию.

Суть режимной интенсификации заключается в том, что работа газоочистительного аппарата доводится до возможно бо­лее напряженных режимов, исходя из свойств очищаемого газа и улавливаемого продукта.

Например, в трубе Вентури режимная интенсификация может быть до­стигнута увеличением либо скорости газа в горловине, либо удельного расхода орошающей жидкости. И то, и другое вле­чет за собой увеличение энергозатрат.

Режим циклонного процесса можно интенсифицировать, про­сто увеличив скорость газа в циклоне. Однако, энергозатраты при этом растут пропорционально квадрату скорости газа, а сте­пень очистки—значительно медленнее (она связана со ско­ростью газа сложной зависимостью через интеграл вероятно­сти). К тому же, для каждого типа циклона существует некоторый верхний предел скорости, при превышении которого энергозатраты быстро растут, а степень очистки не только не увеличивается, но в ряде случаев падает из-за вторичного уноса частиц.

Режим фильтрации аэрозоля через ткань можно сделать бо­лее напряженным, увеличив скорость фильтрации (но только до пределов, выше которых начинается «проскок» частиц через ткань). При этом возрастает гидравлическое сопротивление фильтра и снижается срок службы ткани.

Такое направление интенсификации считается бесперспективным, так как в большинстве случаев сокращается срок служба аппарата за счет интенсивного износа его отдельных элементов.

При конструктивно-технологической способе интенсификации в конструкцию газоочистительного аппарата вносят усовершенствования, способствующие интенси­фикации происходящих в нем процессов: например, в электро­фильтрах взамен гладких проволочных коронирующих электро­дов применяют игольчатые или пилообразные. Было замечено, что на гладких электродах корона не выглядит равномерной, а имеет наибольшую интенсивность в местах, где на электроде существуют незначительные, практически незаметные выступы. Это подсказало идею создания коронирующего электрода с фильтрующими точками.

В мокрых методах очистки, прежде всего, подвергаются конструктивному усовершенствованию уст­ройства, от которых зависит характер контакта очищаемого газа с жидкостью. Так, в качестве насадки газопромывателей с подвижной насадкой применяется правильные многогранники с отношением площади поверхности к объему равным 5,2–5,4. При этом масса насадки должна быть сосредоточена в центре. Это приводит к увеличению поверхности контакта фаз на 35–40% при одновременном снижении динамической высоты и уменьшении гидравлического сопротивления. Или в подвижную насадку иногда предлагается добавлять ферромагнитные элементы с последующим наложением переменного электромагнитного поля. Это позволяет увеличить диапазон устойчивой и эффективной работы газопромывателя с подвижной насадкой.

Рассмотрим основные направления и способы интенсификации отдельных видов газоочистных устройств.

Интенсификация фильтрации газов. Развитие техники фильтрации направлено в основном по следующим путям:

— разработка новых видов фильтровальных материалов войлочного типа, позволяющих снизить гидравлическое сопротивление, повысить производительность аппаратов по газу и увеличить срок службы фильтровальных элементов;

— совершенствование стеклянных тканей;

— разработка различных модификаций тканей и войлоков со специфичными свойствами, учитывающими особые и оптимальные условия эксплуатации;

— создание способов регенерации для фильтровальных материалов войлочного типа, позволяющих работать при повышенной скорости с сохранением эффективности пылеулавливания;

— использование тканевых фильтров для одновременного удаления газообразных загрязнителей, за счет нанесения сорбирующих порошков на поверхность рукавов.

Аппараты фильтрации проникают в области, в которых преобладали другие методы очистки. Можно ожидать, что уже в ближайшие годы появятся фильтры для обеспыливания дымовых газов с температурой до 500°С и выше, в которых присутствуют агрессивные компоненты.