Очистка газа от механических примесей

Очистка природных газов от механических примесей осуществляется главным образом с помощью механических устройств. Различают методы сухой и мокрой газоочистки. Для сухой очистки применяются сухие пылеуловители: циклоны, осадительные аппараты и электрофильтры.

Действие циклона основано на использовании центробежной силы, возникающей вследствие ввода загрязненного газа с повышенной скоростью по касательной к аппарату и последующего его движения по спирали. Пыль, отбрасываемая центробежной силой к стенкам циклона, выводится через нижнее отверстие в бункер, а очищенный поток газа выходит по центральной трубе циклона. При большом количестве подлежащего очистке газа устанавливают группы циклонов по 4-8 штук. Применяются также циклоны батарейного типа, объединяющие в одном агрегате от нескольких десятков до сотен циклонов.

Осадительный аппарат представляет собой вертикальный или горизонтальный пустотелый цилиндр диаметром 0,5-1,5 м. Работа его основана на том, что в результате резкого уменьшения скорости движения газа частицы пыли под действием силы тяжести оседают на дно. При повышении давления в осадителе увеличивается плотность и вязкость газов и, следовательно, понижается скорость осаждения частиц. С повышением температуры в пылеуловителе уменьшается плотность и возрастает вязкость газа, однако изменение вязкости влияет меньше, чем изменение плотности, так что в результате скорость осаждения увеличивается. Таким образом, оптимальными условиями осаждения твердых частиц в осадительном аппарате являются пониженное давление и повышенная температура.

Наиболее эффективная очистка газа от пыли достигается в электрофильтрах. Действие их основано на ионизации газа, т.е. расщеплении его молекул на положительно и отрицательно заряженные ионы, которые движутся к противоположно заряженным электродам. При повышении разности потенциалов между электродами до нескольких тысяч вольт кинетическая энергия ионов и электронов настолько возрастает, что при соударениях они расщепляют встречные молекулы на ионы и газ полностью ионизируется. При этом наблюдается слабое свечение газа ("корона") вокруг проводника, который носит название коронирующего электрода. Ионы, имеющие тот же знак, что и коронирующий электрод, движутся к другому, осадительному электроду, который обычно соединен с положительным полюсом. При движении в запыленном газе отрицательные ионы сообщают заряд пылинкам и увлекают их к осадительным электродам. Частицы пыли отдают свои заряды осадительному электроду и опускаются под действием собственной тяжести или сбрасываются при встряхивании. Электрофильтры работают только на постоянном электрическом токе высокого напряжения (40-75 кВ). Для повышения электропроводимости пыли и улучшения ее осаждения газ увлажняют. Имеются трубчатые и пластинчатые электрофильтры, степень очистки газа в них колеблется от 90 до 98%.

Мокрая газоочистка основана на тесном контакте потока запыленного газа с жидкостью (минеральным маслом). При этом твердые частицы удерживаются жидкостью. Для мокрой газоочистки применяют скрубберы, мокрые циклоны, вращающиеся промыватели и др. Скорость газа в свободном сечении скруббера может быть равной 0,5-1,5 м/сек.Скрубберы этого типа относятся к аппаратам средней степени очистки (80-90%). Более эффективны барботеры с колпачковыми распределителями. Скорость газа в них не превышает 0,25-0,35 м/сек, и масло интенсивно перемешивается с газом. Образуется большой объем пены, поэтому аппараты получили название пенных. Устройство однополочного пенного аппарата показано на рис. 4.

Рис. 4. Пенный аппарат

1 – корпус; 2 – колпачковый распределитель; 3 – бункер; 4 – приемная коробка;

5 – сливная коробка; I – запыленный газ; II – очищенный газ; III, IV - масло

Пенные аппараты улавливают 98-99% пыли с диаметром частиц более 5 мкм и 75-80% - с размером частиц менее 5 мкм.