Для решения задач проектирования или модернизации насадочных скрубберов очистки газов от тонкодисперсной фазы, то есть разделения аэрозольных систем, рассмотрено применение одномерного дифференциального уравнения массопереноса и осаждения частиц с объемным источником и эффективным коэффициентом диффузии в ядре потока. Для определения эффективного коэффициента диффузии использована модель Д. Тейлора, где основным параметром является динамическая скорость, которая выражается через среднюю объёмную скорость диссипации кинетической энергии газового потока в объёме насадочного слоя. Диссипация энергии газа связана с гидравлическим сопротивлением аппарата с насадкой. Даны выражения для расчёта динамической скорости в сухих и орошаемых насадках. С применением модели Тейлора получено выражение для расчёта коэффициента эффективной диффузии в газовой фазе при турбулентном режиме в насадочном слое, а в безразмерном виде модифицированное число Пекле. Полученное выражение для числа Пекле, связано с динамической скоростью и скоростью газа в насадочном слое. Даны результаты расчёта числа Пекле и сравнение с известными экспериментальными данными. Для определения скорости турбулентной миграции и осаждения частиц в газах использовано полуэмпирическое выражение В.П. Медникова. На основе применения разработанной математической модели выполнены расчёты и даны технические решения по модернизации скруббера очистки пирогаза от дисперсной фазы (кокса и смол) при комбинированном расположении хаотичной и регулярной насадок. Промышленное внедрение насадок показало эффективную очистку пирогаза согласно норм технологического регламента на заводе «Этилен».
To solve the problems of designing or upgrading packed scrubbers for cleaning gases from a fine-grained phase, i.e., separating aerosol systems, the application of a one-dimensional differential equation of mass transfer and particle deposition with a volumetric source and an effective diffusion coefficient in the core of the flow is considered. To determine the effective diffusion coefficient, the D. Taylor model is used, where the main parameter is the dynamic velocity, which is expressed through the average volumetric rate of dissipation of the kinetic energy of the gas flow in the volume of the packed layer. The dissipation of gas energy is related to the hydraulic resistance of the packed apparatus. Expressions are given for calculating the dynamic speed in dry and irrigated nozzles. Using the Taylor model, an expression is obtained for calculating the effective diffusion coefficient in the gas phase under turbulent conditions in the packed bed, and a modified Peclet number is obtained in dimensionless form. The obtained expression for the Peclet number is related to the dynamic velocity and the gas velocity in the packed bed. The results of calculating the Peclet number and comparing them with known experimental data are presented. The semi-empirical expression by V.P. Mednikov is used to determine the rate of turbulent migration and deposition of particles in gases. Based on the application of the developed mathematical model, calculations were performed and technical solutions were provided for the modernization of the pyrogas scrubber for the removal of the dispersed phase (coke and resins) using a combination of random and regular nozzles. The industrial implementation of the nozzles demonstrated effective pyrogas cleaning in accordance with the technological regulations at the Ethylene plant.