有害废气 RTO系统中喷淋塔设计要点 [复制链接]

4326 0
京东
决定喷淋塔尺寸的五个要素如下:空塔流速/停留时间、塔径及填料层高度/塔高。空塔流速影响喷淋塔的运行效率,废气风量及空塔流速决定塔径大小,填料层高度决定塔高,而塔高及空塔流速决定停留时间。关于该五个要素,给出以下经验值或公式:! l# D  w/ o) d% h
0 G% _4 Y% P! ~
1、空塔流速/停留时间
9 Q  J$ ~- g: E3 J. ?6 B% C按常规设计来说,喷淋塔的气流速度越小对吸收效率越有利,一般空塔流速<1.5m/s,停留时间>2s即可。而针对不同工况的项目,空塔流速和停留时间须根据废气特殊性质和实际应用要求进行设计。
2 O; _6 J7 m' |4 R7 `- N2 g3 s/ C  V- B# j9 Y5 D
2、塔径
! C9 [3 T+ Z: S9 I8 M8 D6 D塔径由每小时废气量与气体在塔内通过速度决定。塔径计算公式如下:" r& V7 v1 [  W/ i* W! x9 {) ?( E
环保之家.JPG                           
- ?' l: o+ L+ [3 v: i
. r- \' D0 A3 }2 ]8 u5 _其中,D为塔直径,m;3 q. l! R' L) [! s! V) P
Q为每小时处理的气体量,m³/h;0 r  U) K2 k% N/ ~
v为烟气穿塔速度,m/s。; t* p0 a( x3 d& Y; q

  }5 P& F' f" h% C* E3、填料层高度/塔高0 B- T  i1 \3 p9 O) t0 S$ O
: g8 k7 x, b9 x" z- I
喷淋塔内部有两个重要区段,分别是喷淋段和脱水(除雾)段。5 r0 _% Z4 A2 @* u/ o
喷淋段:自喷淋层(最上一层喷嘴)至进气管上口,气液在此段进行接触传质,是塔的主要区段;" o( B' S2 y0 ^
脱水(除雾)段:喷嘴以上部分为脱水段,作用是使大液滴依靠自重降落,其中装有除雾器,以除掉小液滴,使气液更好的分离。/ D5 }5 H: n' I8 F

6 ^6 s1 ]7 [4 m; Z3 a2 S喷淋塔中的填料层厚度一般最小0.6m,最大1.8m;; Z% \  h2 S9 e4 A3 o' k
) _! g7 |4 i8 \- ?
塔的高度尚无统一的计算方法,一般参考塔径及填料层厚度选取,高径比(H/D)在2~4范围以内,而喷淋段占总高的1/2以上即可。
  q2 Y  h1 f6 p+ h* K0 A
( T4 l3 K/ h* @8 L* J; Q- s/ e在确定了喷淋塔尺寸的情况下,接下来需要考虑的是喷淋塔内一些附件的选型及选材问题。, l: f" ^- Y, i& o* f) w
4 ]3 _; t6 d6 L
4、填料
7 k2 w1 w3 ]. k, j
, [  `4 v+ j. S/ m(1)规格选择8 I- x" E$ y+ t9 b. @
$ p* f# @* I" b; i' Z9 ^
喷淋塔内的填料一般选用散装填料。同类填料,尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中,又会产生液体分布不良及严重的壁流,使塔的分离效率降低。因此,对塔径与填料尺寸的比值要有一规定,一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于10。
: J0 C" \! K" @* d. I9 I! N$ M
$ p+ K! d8 P3 h( _0 E(2)材质选择* T' _( X  B4 n' @1 u* w9 }

- J9 i) u! N: d$ r2 b填料的材质分为塑料、陶瓷和金属三大类。
5 `  ]. Y  l7 T, l* c0 j' s) i- n! F( E, i( M5 r% F
①塑料填料(耐腐蚀)% Q- B- ~6 u! q- I+ B$ S

2 ]- A, J; e( N9 |塑料填料的材质主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,一般多采用聚丙烯(PP)材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。其耐温性良好,可长期在100℃以下使用。
8 q  P* C2 h0 T, {$ w9 S8 I! o
; R% U1 ]! k4 [6 y/ s2 q②陶瓷填料(耐腐蚀、耐高热)
! J! i: L9 c* Y, T. u0 A0 b
7 U7 T; @1 x  m9 d- B3 q陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐高热性,陶瓷填料价格便宜,具有很好的表面润湿性能,但质脆、易碎是其最大缺点。
1 i7 [' x. C8 F  K) H" ~: a: |2 p& R5 k( L: B8 `9 l
③金属填料
1 ?) ~. g+ K* J+ v) A6 |$ y7 I
4 P/ @- }6 e) g+ J! J2 R' D金属填料可用多种材质制成,选择时主要考虑腐蚀问题。
0 Z; `/ w9 u2 F( _- W; ~3 C' x3 G5 x5 r. k2 d8 ~) H. M
碳钢填料造价低,且具有良好的表面润湿性能,对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用;不锈钢填料耐腐蚀性强,一般能耐除Cl-以外常见物系的腐蚀,但其造价较高,且表面润湿性能较差;钛材、特种合金钢等材质制成的填料造价很高,一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。" C6 u5 b9 q  \! e) [1 ]" ?
而一般喷淋塔填料材质无温度要求时选用聚丙烯(PP),冷却塔填料材质选用陶瓷。
8 w( j; D5 [7 ]' S! x0 u7 P) J8 a* @
(3)填料种类6 y6 X' y( P! C9 c6 {

1 b+ I- M! J0 ?5 x常用填料种类有拉西环和鲍尔环填料。8 g9 H) m- k/ @( t
/ N0 X1 W  a1 a& h5 u
5、循环水箱
% D/ S7 f( q, U, x: V: O, k' H' q8 h  W7 A% o! R
按一般经验值,循环水箱的容量为2~3分钟之所需吸收液流量即可,并预留有吸收液之入口、溢流口及排放水口,根据现场情况拟定。  z$ C8 Q6 J% `5 y8 ]% O3 ~
/ c7 N9 `4 H% {$ e$ z
6、喷嘴/喷淋管$ _& e3 t9 n' v7 R

! H$ e# \' u6 p喷嘴的功能是将吸收液喷洒为细小液滴,分布合理的喷嘴能使吸收液充分雾化,增大气液接触面积。
% H  O2 p8 ~+ Y5 I, U1 Q# T( Z1 G% Z! i; ~+ i
(1)喷淋能力
: b, t; O7 V4 o% N! d# ^; q- |. V% v9 {0 E9 q: _. E  h0 v: m( W
喷淋能力理论计算公式如下:1 q, t5 a; P# h9 j, T$ i! [
环保之家1.JPG % D0 v( Z* X/ G7 Q$ {1 n

. R% A4 q: m% o" x; x3 H9 E
( f3 Y) B8 T2 I6 D4 V8 R其中,q为喷嘴喷淋能力,m3/s;7 {" C; r, g) C0 D) Q- u
μ为流量系数,一般取0.2~0.3;- o! `  w; _) }! y; g0 y2 p8 c
A为喷出口截面积,m2;
! G; h! Z) U" i4 \- }p为喷出口液体压力,Pa;
) n1 C) g& T2 I* P* l( eγ液为液体密度,kg/m3。4 }( N% v  k  M( z' l
+ g" ^2 s2 o7 \
(2)喷嘴数量
$ f( H/ ?: j$ y/ w
# o( J% W! R- s. H6 y0 o! w6 E0 b# n而所需喷嘴数量,根据单位时间内所需吸收液量决定,计算公式如下:
0 U/ j& E. `/ C7 ] 环保之家2.JPG 5 r, U! V7 m! f( n1 \# ~1 S
# b  p8 `0 ?( H' i

  J$ A  w- h) R! D, c式中,n为所需喷嘴个数;# ~( ?9 d  R- Q' R
G为所需吸收液流量,m3/h;
# A$ q; c: x+ n: b% l, \5 q( S* t4 ~" s
q为单个喷嘴的喷淋能力,m3/h;
' J6 B( |) z9 H% ?9 `3 C. v( I) y$ ^1 R+ `; o- r4 v$ _9 X
φ为调整系数,根据喷嘴是否容易堵塞而定,可取0.8~0.9。7 U1 m& U; D1 y6 L, a

, O% D& h) X- V) M4 t  `; W) s+ h' [
喷嘴应在断面上均匀配置,以保证断面上各点的喷淋密度相同,而无空洞或疏密不均现象。一般根据管径截面积大小来布置喷嘴数量,单个喷嘴的截面积乘以喷嘴个数小于水管截面积的2/3即可。4 |5 y  z( N( E) X$ _% }7 P# R

$ _% B- L6 n& y& N6 Z8 b% h(3)喷嘴/喷淋管材质
2 H6 s- n. m% H- A2 c" ^
% Y. D$ Y; N$ [! r  E喷嘴一般选用螺旋喷嘴,不易堵塞,喷洒角度大。
0 v" Y: _! \: K  o" k) c! r3 m( {! k+ X4 _* R9 v3 q
①喷嘴材质. V2 E) }" P: T9 M

# ~% B$ E) e7 HPP、310s、碳化硅都可,根据使用场合的腐蚀性和温度所决定。; d3 y; b8 ]8 \" `

* h# F6 g7 `6 L②喷淋管材质
( @9 b& F5 N! ~( }* \. }' m; ^! w- V8 ?
PP、SS304、2507、碳钢衬四氟都可,根据使用场合的腐蚀性和温度所决定。( g& t/ p+ E+ n

! L) @2 i- I0 J/ ?除去以上六点,当我们考虑将喷淋塔加入到RTO系统时,其压损及液气比也是喷淋塔设计的关键要素。压损影响RTO系统内风机的选型,液气比决定RTO系统内运行中循环吸收液用量的成本核算。
' l! b* F! v/ u7 i9 P8 a
  [5 y; i9 L4 e* h; e4 C5 g, {7、压损; h: }/ x0 X) Q+ K4 P! u/ S) D- Y
填料层压损计算公式如下:
% t" ^4 r) B' O- s
/ v) ~- ]2 W0 \+ o& F 环保之家3.JPG * O" O; m3 Z5 Y% T: p

9 L- Z# t. Q7 [$ ~, C其中,ξ为气液阻力系数;
/ `% c7 u5 B( f
$ ~) q5 z+ H/ ^, G" V: x3 h; `h为填料层高度,m;% J( N9 }2 u0 w' s
ρ为标准大气密度,kg/m3;
! r0 w$ l* q+ l9 U: WV为塔内风速,m/s;
. N* N8 e  c6 o- z. G  y  lD为塔径,m。
4 E3 q, p- l. I+ c) z* h: r8 z: Y! L6 w2 S3 u
按一般经验值,填料塔的压损约800~900Pa。# |: A- J0 z. [
+ C0 ^/ K  N# K+ C2 Q" s
8、液气比; b( ^. r) N0 w$ v
$ _5 d9 u' w. m" n6 X# I
液气比是指在喷淋塔等气液接触设备中液体与气体的流量之比。液气比是与净化效率关系最密切的控制条件,其单位为L/m3。+ G8 f" ~- y. k- k
在其他条件不变时,液气比越大,净化效率越高,净化效率随液气比增大而提高,但增大到一定程度后,再增加喷淋量已无必要,反而会使气流带水量增加。) F6 |1 L) d5 P
按一般经验值,喷淋塔的液气比一般按2.0~3.0L/m3设计。
7 V3 _! x* |% O# h9 Q. v. A; a3 s% l* H' @8 @- Z
以上八点为喷淋塔设计的一般思路。而在RTO系统设计前后处理时,YIHEAC会根据工程设计需要收集工业有机废气理化性质等原始资料,包括废气风量、组分及浓度、温度、颗粒物浓度等,分析其工况再进行喷淋塔设计。
9 k2 }+ L/ a" j: |) y1 A
" U$ B' s- n  I; W- x

© 声明:本文仅表作者或发布者个人观点,与环保之家[2TECH.CN]无关。其原创性及陈述文字、内容、数据及图片均未经证实,对本文及其全部或部分内容、图片、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,仅做参考并自行核实。如有侵权,请联系我们处理,在此深表歉意。

举报 使用道具 回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 中文注册

本版积分规则

浏览过的版块

更多

客服中心

2121-416-824 周一至周五10:30-16:30
快速回复 返回顶部 返回列表
现在加入我们,拥有环保之家一站式通行证!马上 中文注册 账号登陆