电厂水处理设备——酸雾吸收器的改造与实现
摘要:文章通过分析酸雾吸收器布水和进酸雾装置的技术特点,着重运用气体吸收的气液传质双膜理论进行酸雾吸收器布水装置、支撑板、填料选择布置和进酸雾装置技术的研究与改造探索。
关键词:酸雾吸收器;布水装置;进酸雾装置;支撑板
中图分类号:TQ241文献标识码:A文章编号:1006-8937(2013)11-0176-02
随着科技的进步,为更好的实现酸雾吸收器在防治环境污染、改善地质酸度方面的功能,需对酸雾吸收器进行相应的改造。本文通过掌握HCl化学性质、水化学理论,以及其HCl的溶解度和水吸收的相溶性在酸雾吸收器中引用等相关知识,对酸雾吸收器部分装置的改造技术进行了研究探索。
1酸雾吸收器设备结构及工作原理
1.1酸雾吸收器设备结构
①酸雾吸收塔分单塔体和双塔体。采用圆形塔体,用法兰分段联接而成。酸雾吸收器由贮水箱、塔体、进气段、喷淋层、填料层、旋流除雾层、出风锥帽孔、观检孔等组成。BSJ型玻璃钢酸雾净化塔是圆筒形重叠式分段制作的结构形式。段与段之间是用法兰连接,采用圆筒形结构形式,不但结构简单、制作方便,而且强度较高、占地面积小。②内部装置。进气装置使净化气等气体的气缸分配均匀化,布水装置,支撑板,内部填料,外部圆筒塑料器。
1.2工作原理
在盛酸容器设备密封不良时,会有酸雾逸出。因此,凡是盛酸容器或设备,都应在上部装设酸雾排放塑料管,将盛酸容器内挥发出来的酸雾通过管道引入酸雾吸收器。酸雾吸收器一般由塑料制成。酸雾进入酸雾吸收器下部由下向上扩散,途中与众多的塑料环或空心多面塑料球接触,自来水由上部进入,并由布水管淋洗下来,在塑料环或塑料球表面形成水膜,以增大吸收酸雾的接触表面积。酸雾遇到水膜就溶于水中,形成很稀的酸液,经底部水封溢出排液口排人废水池或中和池。
2酸雾吸收器设备安装技术研究及改造
2.1吸收酸雾填料器
①吸收酸雾填料器的结构。包括器体、填料及支承、水流分布器及进酸雾分布器、除雾沫器等主要部件。操作时,水体自塔上部进入,并通过水体分布器均匀喷洒于器截面上,并在填料表面呈膜状流下,HCL气体自塔下部进入,通过填料层中的空隙由塔顶排出。HCL气体H2O两相在液膜表面进行传质。
②填料要求及评价标准。对于填料的要求:比表面积大;比重小,减轻塔和基座负荷;机械强度好,不易破碎;耐腐蚀性好;价格低廉,容易制得。
对于填料性能可以由以下三方面予以评价:其一,比表面积a。填料应提供尽可能多的表面积,以单位填充体积所具有的填料表面来表示填料的这一特性,称为比表面积a,单位为m2/m3。其二,空隙率ε。单位体积填料所具有的空隙体积,称为空隙率。HCL气体是在填料间的空隙内流动的,为减少HCL气体的流动阻力,提高填料塔的允许气速,填料层应有尽可能大的空隙率。其三,填料的几何形状。比表面积、空隙率大致相同而形状不同的两种填料,在流体力学和传质性能上可有显著的差别,但目前对填料的几何形状还没有定量的表达。
2.2HCL气体H2O两相在填料层内的流动
①H2O。H2O在乱堆填料中有一定的自分布能力。因此,对于小酸雾吸收器,可利用自分布能力,预分布要求校低;对于大酸雾吸收器,很难利用填料的自分布能力达到全器截面的分布均匀,对初始分布要求校高。另外,填料层内可能出现沟流现象或壁流现象,需对H2O进行再分布。
②HCL气体。HCL气体通过填料层的压降与气速及H2O流量等因素有关。当H2O量为零时,干填料的压降Δp随气速u的增大而增大;当有H2O喷淋时,H2O量一定,气速u增大,压降Δp增大,相同气速下压降Δp较干填料的压降高。
③H2O泛。发生H2O泛时,H2O不能顺利流下,HCL与H2O传质不能正常进行。在泛点之前,HCL气体为连续相,H2O为分散相;泛点之后,HCL气体为分散相,H2O为连续相。泛点又称为转相点,此时,压降Δp剧增,H2O返混和HCL气体H2O沫夹带的现象严重,传质效果极差。设计时,操作气速=50%~80%的泛点气速。泛点气速可根据泛点关联图估计。
2.3酸雾吸收填料器的操作范围
当H2O量一定时,若HCL气体量很小,传质过程主要靠扩散进行,传质效果不好;HCL气体量很大,将会导致H2O泛发生。当HCL气体量一定时,若H2O量很小,会有部分填料得不到润湿,传质效果不好;若H2O量很大,将会导致H2O泛发生。最大HCL气体量或最大H2O量,可以根据泛点气速来估计;最小HCL气体量和最小H2O量必须根据经验来确定。
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