83 Особенности работы скруббера Вентури
Скруббер Вентури — устройство для очистки газов от примесей. Скрубберы Вентури являются скоростными газопромывателями. Скорость подачи пылегазовой смеси порядка 60-150 м/с и возможна очистка пыли мелкодисперсной фракции (менее 0,1 мкм) с КПД до 99,9 %.
Скруббер Вентури состоит из трёх секций: сужающейся секции, небольшой горловины, и расширяющейся секции. Входящий поток газа поступает в сужающуюся секцию, и по мере того, как площадь поперечного сечения потока уменьшается, скорость газа увеличивается. В то же время, сбоку по патрубкам в сужающуюся секцию поступает жидкость. Поскольку газ вынужден двигаться с очень большими скоростями в небольшой горловине, то здесь наблюдается большая турбулентность потока газа. Эта турбулентность разбивает поток жидкости на очень большое количество очень мелких капель. Пыль, содержащаяся в газе, оседает на поверхности этих капель. Покидая горловину, газ, перемешанный с облаком мелких капель жидкости, переходит в расширяющуюся секцию, где скорость газа уменьшается, турбулентностть снижается и капли собираются в более крупные. На выходе из скруббера капли жидкости с адсорбированными на них частицами отделяются от потока газа.
Скрубберы Вентури могут быть использованы как для очистки газа от мелких частиц, так и для очистки от загрязнений в виде инородных газов. Однако они наиболее эффективны для очистки газа от частиц, чем для очистки от инородных газов.
Существует 3 модификации скруббера Вентури.
Круглый тип.
Диафрагменный тип.
с подвижным дисковым шибером.
Наиболее распространен первый тип. При больших расходах применяют второй или третий. При сверхбольших расходах газа используют батарейные или групповые установки.
Основные размеры.
Труба Вентури с регулируемым сечением щелевой горловины
1 – форсунки;
2 – регулировочные лопасти.
Труба Вентури с регулируемым сечением кольцевой горловины
1 – регулирующий конус, который позволяет изменять расход газа путем регулирования размера щели;
2 – каплеуловитель.
По гидравлическим характеристикам классифицируются на низко и высоконапорные. Низконапорные используются для подготовки к очистке от пыли P=3-5 кПа. Высоконапорные для очистки от мелкодисперсной пыли P=20-30 кПа.
По способу подвода жидкости подразделяются на:
центрально-форсуночный подвод;
периферийное орошение;
пленочное орошение.
Эжекционные скрубберы Вентури наиболее эффективны для очистки от мелкой пыли размером менее 2,3 мкм. Скорость 10-12 м/с. Жидкость подается под давлением 600-1200 кПа. Расход жидкости 10 л на м3. У высоконапорных расход воды меньше – до 1 л на м3.
84 Брызгоунос и сепарация капель
При различных механизмах распыливания образуются капли от 1 мкм до 1200-1500 мкм. В силу взаимодействия с газопылевым потоком, капли разрываются и становятся более мелкими. В зависимости от их размеров подбирают брызгоуловители. Образуется шлам, который используется и (или) утилизируется.
Для каплеулавливания используют как специальные аппараты – каплеуловители, так и многие пылеулавливающие устройства. Необходимое условие эффективной работы каплеуловителей– предотвращение вторичного диспергирования и уноса уловленной жидкости, обеспечение непрерывного отвода жидкости из зоны сепарации. В промышленности применяют несколько типов каплеуловителей.
Используют след.механизмы для улавливания капель:
Гравитационные, инерционные, центробежные, диффузионные, электростатические.
Работа гравитационных аппаратов (осадительных емкостей, расширительных камер в верхней части скрубберов) основана на осаждении капель преимущественно под действием сил тяжести. Их используют для сепарации капель размером более 500 мкм.
В инерционных каплеуловителях осаждение капель происходит под воздействием инерционных сил, возникающих при резком изменении направления газожидкостного потока, который движется со скоростью 2-10 м/с. Наиболее распространены жалюзийные аппараты, состоящие из набора профилированных пластин (волнообразные, уголки и др.), установленных вертикально или наклонно по отношению к газожидкостному потоку и часто имеющих разрывы или карманы-ловушки для стока уловленной жидкости. Канавки для отвода жидкости с пластин располагаются перпендикулярно направлению движения газожидкостного потока. Угол наклона пластин может находиться в пределах от 0 до 45°.
Кроме жалюзийных аппаратов часто применяют: отражательные каплеуловители, которые содержат несколько рядов плотно размещенных уголков, труб, стержней различного сечения, швеллеров и т.д.; слои из насадок (кольцевидных – Рашига, Палля, с перегородками, седловидных - Берля, "инталокс" и др.), дробленой породы (например, кокса, кварца), стружки, крупноячеистой сетки и т.п., расположенных вертикально либо горизонтально к потоку. Эффективность очистки в инерционных каплеуловителях возрастает с увеличением скорости потока, однако при превышении некоторой критической скорости начинает наблюдаться вторичный унос.
Работа центробежных каплеуловителей основана на сепарации капель под действием центробежных сил, которые возникают в результате быстрого спирально-поступательного движения газожидкостного потока вдоль ограничивающей поверхности аппарата. К ним относятся циклоны, например, с разрывом в выхлопной трубе, циклонные сепараторы с лопастными или иными завихрителями, аппараты с верхним либо нижним отводом очищенного газа. Принцип работы завихрителя – закручивание потока, вследствие чего капли оседают на стенках сепаратора (цилиндрическая ловушка, коническая ловушка.). Эффективность сепарации капель крупнее 10 мкм, в инерционных и центробежных каплеуловителях составляет 80-99 % при гидравлическом сопротивлении 0,05-1,5 кПа.
Для улова капель менее 10 мкм используют так называемые туманоуловители. Принцип работы как у пылеочистителей.