Пылеулавливающая аппаратура

В МБ производствах образование пылегазовых потоков происходит в основном после распылительной сушки суспензий. Выбор способа улова пыли и соответствующей аппаратуры определяется рядом параметров, основным из которых является размер улавливаемых частиц.

Образующаяся в любом технологическом процессе пыль представляет собой полидисперсную систему. А любое пылеулавливающее устройство по принципу действия представляет собой сепаратор, разделяющий поступающую в него пыль на две части: улавливаемую (с размером частиц больше некоторого d) и проходящую через него (с размером частиц меньше d). Эффективность пылеуловителя оценивается как отношение масс уловленной и поступившей пыли.

Основные характеристики пылеуловителей

Тип устройства	Мах содерж. пыли в газе Х, кг/мз	Размер улавливае-мых частиц d, мкм	Степень очистки газа , %	Гидравл. сопротивление Р, Па	Мах доп. темпера-тура газа t, 0С
1. Пылеосадительные камеры	не ограни-чено	100	30-40	0	не лимитирует
2. Жалюзийные пылеуловители	0,02	25	60	500	400
3. Циклоны	0,4	10	70-95	400-700	400
4. Скрубберы Вентури	0,3	1	95-98	3500-5000	100
5. Пенные аппараты	0,3	1-2	95-98	300-900	250
6. Тканевые фильтры	0,02	1	98-99	500-2500	100
7. Электрофильтры	0,05	0,05	99	100-200	400

Как видно из таблицы, после распылительной сушилки могут эффективно использоваться циклоны, трубы Вентури и т.д. (3-7). Однако большие расходы газа, выходящего из распылительной сушилки накладывают дополнительные ограничения на выбор пылеулавливающего устройства.

Использование пенных аппаратов в режиме барботажа ограничено малой пропускной способностью. Приведенная скорость газа в пенных газопромывателях - 2,5 м/с - невелика и потребуется 5-6 пенных аппаратов площадью сечения 1,5 м (т.е. D=2 м) для улавливания пыли после сушилки СРЦ-3200.

Использование тканевых фильтров сдерживается взрывоопасностью пыли и повышенной влажностью газа. Увлажненная пыль быстро забивает фильтр и затрудняет очистку. Рукавные фильтры используют в качестве второй ступени очистки на установках малой производительности, например, в производствах ферментов и антибиотиков.

Электрофильтры предназначены для улавливания субмикронных частиц при очень низких концентрациях и в виду больших удельных энергозатрат в МБ промышленности не применяются.

Циклоны

Из всех существующих пылеуловителей наибольшее распространение получили циклоны НИИОГаз. Конструктивно различают две основные группы.

1. Циклоны ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24 - имеют удлиненную цилиндрическую часть и угол наклона входного патрубка составляет соответственно 11, 15 и 24 градуса. С увеличением угла снижается крутка газового потока и уменьшается гидравлическое сопротивление, но одновременно снижается эффективность пылеулавливания.

2. Циклоны СК-ЦН-34 и т.д. имеют спиральный входной патрубок в горизонтальной плоскости (меньше Р), удлиненную коническую часть (70-80% общей высоты аппарата) и уменьшенный диаметр выходной трубы - 0,34D. Имеют более высокую эффективность по сравнению с серией ЦН.

Рис. 41. Циклоны конструкций ВНИИОГаз: а) - тип ЦН; б) - тип СК-ЦН (спирально-конический циклон).

В циклонах возможна сепарация частиц размером 10-20 мкм и менее, поэтому они применяются в качестве первой ступени пылеулавливания. Эффективность очистки связана с диаметром циклона (чем меньше D, тем лучше), поэтому при проектировании газоочистки часто используют группу параллельных циклонов меньшего диаметра.

Следует также отметить, что газ на очистку поступает с температурой 70-90 ⁰С с содержанием влаги близким насыщению, поэтому стенки циклонов должны иметь теплоизоляцию во избежание конденсации влаги.

Скрубберы Вентури

Используются в качестве второй ступени пылеулавливания на установках с большими расходами запыленного газа. Скруббер состоит из двух элементов - трубы Вентури и циклона-каплеуловителя (рис.42б).

Рис. 42. Аппараты мокрой очистки газа (скрубберы): а) - центробежный скруббер с боковым расположением форсунок; б) - скруббер Вентури конструкции ВНИИБиотехнологии (1 - труба Вентури; 2 - переходной патрубок; 3 - выносной центробежный каплеуловитель); в) - пенный аппарат

Основным элементом установки является труба Вентури, состоящая из конфузора, горловины и диффузора. К горловине подведена форсунка для впрыска жидкости. Поперечное сечение горловины может быть круглым, прямоугольным, щелевым и кольцевым. Последние две используются при изменяемых расходах газа - их конструкция позволяет изменять площадь сечения горловины.

Вода в трубы Вентури подается чаще всего через форсунки, установленные в конфузоре с осевым направлением факела распыла. Число форсунок определяется расходом жидкости на орошение.

Трубы Вентури подразделяются на высоконапорные (с гидравлическим сопротивлением до 20-30 кПа) и низконапорные (Р<3-5 кПа). В промышленных установках МБ производств обычно используются низконапорные трубы, работающие при скорости газа в горловине до 100м/c.

Существуют и другие аппараты, сопоставимые по производительности и эффективности очистки с названными, в которых используются инерционный и центробежный механизмы осаждения частиц, но которые в силу инерции внедрения техники пока не находят широкого применения в промышленности.