5.4 Пінні пиловловлювачі

Основним конструктивним елементом пінного пиловловлювача (рис. 5.4, а; 5.4, б) є решітка (тарілка), яка разом з піною на ній служить полицею апарата. Решітки бувають дірчасті, щілинні, трубчасті та колосникові.

а) б)

Рисунок 5.4 – Барботажнопінний пиловловлювач з провальною (а)

і переливною (б) решітками: 1 – корпус; 2 – шар рідини і піни;

3 – решітка

Існують одно- і багатополичні апарати як з провальними, так і з переливними решітками. В таких апаратах газ на очищення надходить під решітку, проходить крізь отвори в ній і, барботуючи через шар рідини і піни, очищається від частинок пилу за рахунок осадження частинок на внутрішній поверхні газових бульбашок. Режим роботи апаратів залежить від швидкості подання газу під решітку. При швидкості до 1 м/с спостерігається барботажний режим роботи апарата. Подальше збільшення швидкості газу в корпусі апарата до 2...2,5 м/с супроводжується виникненням пінного шару над рідиною, що приводить до підвищення ефективності очищення газу. Вільний переріз решітки складає 0,1...0,4 м²/м² площі перерізу апарата.

Розроблено і освоєно промисловістю 12 типорозмірів пиловловлювача ПАСС марки ПВП (табл. 5.4) діаметром 600...2500 мм, продуктивністю для газу 3...90 тис. м³/год, а також 8 типорозмірів марки АК (з відцентровим стабілізатором-закручувачем).

Залежно від властивостей вловлюваного пилу вони мають швидкість газів м/с, гідравлічний опір 100...1900Па, питомі витрати ріди-ни 0,6...0,8 кг/м³.

Для очищення аспіраційного повітря і газів від пилу, який не схоп-люється у воді, застосовується гідравлічний пиловловлювач ГДП (рис. 5.5), основні технічні характеристики якого наведені в табл. 5.4. Газопромивник є апаратом безперервної дії з внутрішньою циркуляцією рідини і періодич-ним вивантаженням вловлених продуктів у вигляді шламу чи розчинів.

Таблиця 5.4 – Технічні характеристики газопромивників

Найменування	Марка апарата
	ГДП-5М	ГДП-7М	ГДП-10М
Продуктивність для газу, м3/год	5000	7000	10000
Максимальна температура газу на вході, °С	250	250	250
Максимальний гідравлічний опір, Па	1800	1800	1800
Запиленість газів на вході, г/м3	до 30	до 30	до 30
Питоме зрошення, л/м3	0,015-0,05	0,015-0,05	0,015-0,05
Діаметр апарата, м	1,0	1,25	1,5
Висота апарата, м	2,9	3,2	3,65
Маса в робочому стані, кг	1000	1560	2200

Запилений газ спочатку надходить в простір під решіткою, захоплює частину рідини, а потім, пройшовши отвори решітки зі швидкістю 10...12 м/с, контактує з шаром турбулізованої піни. Для забезпечення рівномірного розподілення газу у вільному перерізі решітки її отвори виконані зі збільшенням діаметра з віддаленням отворів від вхідного пат-рубка.

Очищений від пилу газ проходить через краплевіддільник і через вихідний патрубок відводиться в атмосферу. Вловлений пил у вигляді шламу осаджується в бункерній частині й через вивантажувальний прист-рій періодично видаляється з апарата.

При виборі та розрахунку пінного апарата враховуються витрати активного газу, властивості вловлюваного пилу і умови, необхідні для створення стійкої роботи пінного шару в пиловловлювачі.

Площа перерізу апарата , м² , знаходиться за формулою:

. (5.10)

Діаметр корпусу апарата розраховуємо за формулою:

. (5.11)

Лінійну швидкість газу приймаємо, виходячи з умов оптимального режиму роботи пиловловлювача (в даному випадку м/с). При більшій швидкості контакту систему оснащують системою подвій­ної стабілізації піни.

Витрати рідини на зрошення , м³/год, будуть складати

(5.12)

де – густина зрошення (для середньо розчинних газів  м³/(м² ∙год) ; для погано розчинних газів м³/(м²∙год).

Знаходимо число решіток , шт., в апараті

(5.13)

де – рекомендована висота пінного шару на кожній решітці апарата (приймається 400…500 мм).

Відстань (крок) між отворами , м, решітки

- при ромбічному розбитті (симетричне розміщення отворів на ре-шітці)

, (5.14)

- при рядковому і квадратному

, (5.15)

де – діаметр отворів в решітці, приймається рівним 4…8 мм;

– вільний переріз решітки, м²/м².

визначаємо з емпіричної залежності

(5.15а)

де – еквівалентний діаметр отворів в решітці.

При виготовленні решіток з окремих пластин відстань між квад-ратними отворами

_. (5.16)

Ширина пластин або відстані , м, між краями отворів

. (5.17)

Загальний гідравлічний опір ∆Р, Па, пінного апарата визнача­ється за формулою

(5.18)

де – гідравлічні опори відповідно сухої решітки, шару піни, корпусу апарата і опір силам поверхневого натягнення рідини.

Рисунок 5.5 – Газопромивник типу ГДП-М:

1 – корпус; 2 – відцентровий краплеуловлювач; 3 – патрубок для підли-вання води; 4 – патрубок вхідний для газу; 5 – тарілка; 6 – гідрозатвор;

7 – регулятор рівня води; 8 – шар турбульованої піни

Таблиця 5.5 – Технічні характеристики газопромивників типу ПВПР

Наймену-вання	Марка апарата
	ПВПР-3	ПВПР-4	ПВПР-5	ПВПР-7	ПВПР-9	ПВПР-12	ПВПР-17	ПВПР-22	ПВПР-30	ПВПР-41	ПВПР-55	ПВПР-80
Продук-тивність за газом, м3/год	2500-3400	3400-4500	4500-6200	6200-7500	7500-10000	10000-15000	15000-18700	18700-24000	24000-32600	32600-45700	45700-64000	64000-90000
Основні розміри, мм: Д Д1 Д2 Н Н*	600 500 300 3890 3190	700 600 350 4245 3645	800 700 400 4550 3950	900 700 500 5125 4525	1000 800 500 5685 5085	1200 1000 600 6835 5835	1400 1200 600 7380 6380	1600 1400 600 7855 6855	1800 1600 800 9330 8330	2200 1800 1000 10990 9790	2600 2200 1200 12100 10900	3000 2400 1200 13520 12320
Маса, кг	725	915	1120	1335	1570	2640	3200	3810	6440	8370	11340	13090

Н* – висота апарата з однією тарілкою (без середньої секції)

Гідравлічний опір сухої решітки , Па, знаходиться за формулою (при м²/м²)

(5.19)

де – коефіцієнт місцевого опору решітки, приймається рівним 1,45 для дрібнодірчастої і великодірчастої решіток.

Для трубчастої решітки цей коефіцієнт залежить від ширини щілини і зовнішнього діаметра труб

(5.20)

Гідравлічний опір шару піни знаходиться за такими формулами: - для дрібнодірчастої решітки

; (5.21)

- для трубчастої решітки

; (5.22)

- для великодірчастої решітки

. (5.23)

Гідравлічний опір на подолання сил поверхневого натягання рідини _, Па, визначається за формулами:

- для дірчастої решітки

; (5.24)

- для трубчастої решітки

, (5.25)

де – поверхневе натягнення (для води при температурі +25 °С

H/м ).

Гідравлічний опір на подолання сил поверхневого натягнення для великодірчастої решітки незначний і ним можна знехтувати. Гідравлічний опір корпусу апарата , Па, рівний

(5.26)

де – коефіцієнт місцевого опору апарата, віднесений до швидкості газу в повному перерізі, рівний 15 для апарата без краплеуловлювача і 28 для апарата з влаштованим жалюзійним краплеуловлювачем.

Таким чином, загальний гідравлічний опір протиструминних апаратів з великодірчастими решітками при м²/м² розраховується за формулою :

. (5.27)

Фракційна ефективність пиловловлювання , %, пилу

, (5.28)

де – поверхня контакту фаз, віднесена до 1 м² решітки:

. (5.29)

Загальна ефективність пиловловлювання в апараті

. (5.30)