氣體洗滌是指工業實踐中，以液體在專門的設備中（通常是在直立的圓筒內形成氣體與液體的緊密接觸）洗滌氣體的過程。工業中最常用的氣體洗滌方法：氣體為連續相，洗滌液為分散相，進行氣體的洗滌。
基本介紹
- 中文名：氣體洗滌
- 外文名：Gas washing
- 定義：以液體在專門的設備中洗滌氣體
- 常用方法：氣體為連續相，洗滌液為分散相
- 常用設備：液體噴淋吸收、文丘里管洗滌設備
- 設備系統：多個混合洗滌板系統、噴淋系統等
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機理
工業中最常用的氣體洗滌吸收方法：氣體為連續相，洗滌液為分散相，進行氣體的洗滌。在均勻氣流中噴淋液體洗氣，主要運用噴嘴的液體分散功能和氣液速度不同而達到接觸混合。文丘里管洗氣，主要運用喉口前的增壓、喉管中的劇烈湍流和喉管後的噴射湍流而達到氣液的混合接觸和傳質傳熱。撞擊流洗氣，主要運用液體的撞擊、捕捉、湍流等多種左右，來完成氣液的混合接觸，從而完成氣體到液體的傳質傳熱 。
鍋爐煙氣淨化過程首先是將氣固非均一體系，變成氣、液、固體系，如噴淋洗滌過程、文丘里過程，儘可能地將氣、液、固三態物質混合。鍋爐煙氣噴淋洗滌的主要原理是慣性碰撞與截獲，噴人氣流的液滴其捕集塵粒主要靠噴人時對塵粒的主動碰撞，而不是停留在氣流中，等待氣流中的塵粒在氣流繞它時才發生慣性碰撞；液滴與塵粒間還有因紊流、擴散、靜電力等相互作用而產生的碰撞。在體系的容量確定後，煙氣的體積在一定範圍內確定，煙氣通過淨化設備的時間就確定了，所以在結構設計時就要考慮如何能夠在儘量短的時問內使氣液、氣固非均一相體系儘快地形成 。
若氣流中SO2或其他有害氣體如NOx、HCl、H2S、NH3等均為氣態物質，將氣態物質從氣態體系中分離出去，與固液物質的淨化原理不同，採用的方法也不同，需要緩慢的氣流流速，以利於與洗滌液有充分的接觸時間。被吸收的氣體成分與洗滌液發生化學反應，系統中的溫度、壓力、洗滌液與煙氣的液氣比、煙氣流速以及在設備中滯留時間均影響著混合吸收效率。為了加速化學反應，氣流的運動要處於湍流狀態，因為湍流的擴散作用比起層流來要大，能更有效地傳遞質量和能量，而且耗散功能速度也要比層流快得多。
文丘里洗滌吸收氣體的主要過程：含塵氣體由進氣管進入收縮管後流速逐漸增大，在喉管氣體流速達到最大值，在收縮管和喉管中氣液兩相之問的相對流速達到最大值。從噴嘴噴射出來的水滴，在高速氣流衝擊下霧化，並劇烈的達到湍流狀態，在喉管處氣體和洗滌液充分接觸混合。在擴散管中，氣流速度減小壓力回升，以塵粒或液滴為凝結核的凝聚作用形成，凝聚成粒徑較大的含塵水滴，更易於被捕集，從而達到除塵和洗滌氣體的目的 。
綜上所述，在設備設計中要充分利用噴淋攔截、碰撞、湍流混合、氣液渦流混合、文丘里效應等完成洗滌液與氣體的充分接觸混合，又要保證混合接觸時間，減小設備體積，降低設備阻力。結構設計、參數確定重點要從理論上研究清楚氣、液、固三態物質混合相對運動和相對作用必須遵循的流體力學規律，充分運用這些規律，並參考已有成功設計經驗，完善設計，使設備達到預期的效果。
設備
設備分析
氣體洗滌設備在工業上套用廣泛，它可以對氣體中的物料進行回收，可以工業廢氣進行洗滌而達到無害無污染排放，特別是常用於鍋爐煙氣的除塵脫硫。洗滌氣體的方法有：氣體為連續相和液體為連續相兩種，氣體為連續相進行氣體混合洗滌常用，例如：在管道中或氣室內對氣體進行噴淋洗滌、利文丘里管使氣液劇烈湍流混合。
目前，國內外採用的對工業廢氣的洗滌設備主要有：液體噴淋吸收設備、文丘里管洗滌設備、水膜除塵洗氣設備、撞擊流吸收設備等。填料塔吸收效率高，但結構複雜，阻力大，投資運行成本高；文丘里管洗滌設備，受氣流流量波動影響較大，湍流阻力大，軸向尺寸大；噴淋塔，體積大，吸收效率受噴淋效果和氣體流速影響大，投資成本高，占地面積大；撞擊流設備，結構複雜，運行成本高，壓力要求高。文丘里洗滌設備是使用比較廣泛的，且效費比較高的氣體洗滌設備之一，在現有的技術路線下，減少投資和運行成本已經沒有技術改進的空間。
結構功能
高效低阻力氣體洗滌吸收裝置主要有：多個混合洗滌板系統、矩形氣體管道、噴淋系統等共同構成。噴淋霧化系統設定在矩形氣體管道上部，下方一定距離設定多個等間距布置的混合洗滌板系統，一個混合洗滌板系統有一個氣流分布板、一個氣流導向板、一個渦旋板和一個氣流引向板，按一定的順序連線而構成。
混合洗滌板系統是完成低阻力氣液或氣液固高效混合，完成傳質傳熱的核心部件。混合洗滌板系統是經過試驗和工程實際驗證的非常獨特的創造性結構，在有效噴淋系統之後，利用特殊的流道，順勢而為，使氣液多次混合、碰撞，完成高效傳質傳熱，做到了氣體吸收處理中的低阻力和高效率。
在一個截面矩形的氣體管道內可布置多個混合洗滌板系統，等高度等間距布置，兩個混合洗滌板系統之間的水平間距根據氣體流量、管道截面尺寸、渦流板的形狀大小來確定。矩形管道被有特定間距的多個混合洗滌板系統分隔成多個氣流通道，氣流通道上方一定距離設定噴咀噴淋系統，噴淋霧化吸收液，當氣液混合流體通過兩個板系統之間的氣流通道時，因氣流通道的特殊結構而實現流體動靜壓之間的連續轉換，依次經過增壓減速、渦旋、撞擊、減壓增速等過程。在轉向板和渦旋板的作用下，使部分氣流產生渦旋，部分氣流與渦旋氣體產生撞擊，從而增加了氣液混合時間，強化了氣液或氣液固接觸混合效果。
高效低阻力氣體洗滌吸收裝置綜合利用了文丘里湍流混合原理、渦旋流和撞擊流混合原理，低阻力的情況下做到了氣液多次充分混合，增加了氣液接觸時間，增大了氣液接觸面積，使氣液混合充分，洗滌吸收效果好，且適用於氣體流量波動和含粉塵氣流的工況。與常用氣體洗滌設備相比，本裝置吸收效率高，結構簡單，造價低，阻力小，適用於氣量大幅波動，製造安裝方便，使用範圍廣。
性能指標
(1)設備能用於鍋爐煙氣除塵脫硫，能用於除去廢氣中的NOx、HCl、H2S、NH3等用害物質。本裝置用於除塵脫硫淨化效率高，噴淋洗滌液pH值在6～8時，除塵效率大於98% ，脫硫效率大於到80%，淨化後氣體中煙塵和二氧化硫的濃度都遠低於標準值。
(2)設備適用負荷範圍大，在煙氣量和排煙濃度增大時均能保持較高的淨化效率，並能達到性能指標。
(3)設備體積小，結構簡單，運行操作簡便，占地面積小。
(4)設備阻力小，正常工況下，淨化器阻力小於700 Pa。
氣體洗滌塔(或稱洗滌塔)，在工業上用這種設備來洗滌氣體有各種目的，例如用液體吸收氣體混合物中的某些組分，除淨氣體中的灰塵，氣體的增濕或乾燥等。但其最廣泛的用途是冷卻氣體，而冷卻所用的液體以水居多。空調工程中廣泛使用的噴淋室，可以認為是它的一種特殊形式。噴淋室不但可以像氣體洗滌塔一樣對空氣進行冷卻，而且還可對其進行加熱處理。但是，它也有對水質要求高、占地面積大、水泵耗能多等缺點：所以，目前在一般建築中，噴淋室已不常使用或僅作為加濕設備使用。但是，在以調節濕度為主要目的的紡織廠、捲菸廠等仍大量使用。
氣體洗滌
