§ 3. 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

Мг[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_г и М_в — массовые расходы газа и воды_; кг/с; с_г — массовая теплоемкость газа, Дж/кг; T′г и T″г — начальная и конечная температуры газа, °С; i_n — энтальпия пара, кДж/кг; i′_в и 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

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?