25. Процессы тепло- и массообмена в скруббере

См. 24

26. Скрубберы Вентури. Устройство и работа

В этих аппаратах под влиянием движущегося с большой скоростью газового потока капельки жидкости раздробляются, распыляются. В результате этого увеличивается поверхность их соприкосновения. Образование капель небольшого размера, высокая турбулизация потока способствуют улавливанию частиц субмикронных размеров.

Наиболее распространенный аппарат этого типа – скруббер Вентури (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Скруббер Вентури:

I – запыленный газ; II – жидкость; III – очищенный газ; IV – шлам; 1 – труба Вентури; 2 – устройство для подачи орошающей жидкости; 3 – переходной патрубок; 4 – каплеуловитель выносной центробежный; 5 – конфузор; 6 – горловина; 7 – диффузор.

Работа скрубберов Вентури основана на дроблении воды турбулентным газовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляции и осаждении в каплеуловителе инерционного типа.

Устройство и работа. Простейший скруббер Вентури (рис. 2.4).

Т руба Вентури состоит из конфузора, служащего для увеличения скоростигаза, в котором размещают оросительное устройство, горловины, где происходит осаждение частиц пыли на каплях воды, и диффузора, в котором протекают процессы коагуляции, а также за счет снижения скорости восстанавливается часть давления, затраченного на создание высокой скорости газа в горловине.

Скрубберы Вентури могут работать с высокой эффективностью  = 98  99% на пылях в широком диапазоне начальной концентрации пыли в газе – от 0,05 до 100 г/м³.

В ряде случаев, когда трубка Вентури работает только как коагулятор перед последующей тонкой очисткой (например, в электрофильтрах) или на крупной пыли размером частиц более 5 – 10 мкм скорости в горловине могут быть снижены до 50 – 100 м/с, что значительно снижает энергозатраты.

Эти аппараты предназначены для очистки газов с температурой до 400С и начальной концентрацией пыли до 30 г/м³; содержание взвеси в оборотной воде, подаваемой на орошение не должно превышать 500 мг/л.

Дробление жидкости и захват пыли каплями в трубе Вентури

При введении жидкости в газовый поток дробление крупных капель на более мелкие за счет энергии турбулентного потока происходит, когда внешние силы, действующие на каплю, преодолевают силы поверхностного натяжения.

При подаче орошающей жидкости в трубу Вентури ее начальная скорость незначительна. За счет сил динамического давления газового потока капли одновременно с дроблением получают значительные ускорения и в конце горловины приобретают скорость, близкую к скорости газового потока. В диффузоре скорости газового потока и капель падают, причем вследствие сил инерции скорость капель превышает скорость газового потока. Поэтому захват частиц пыли каплями наиболее интенсивно идет в конце конфузора и в горловине, где скорость газа относительно капли особенно значительна и кинематическая коагуляция протекает наиболее эффективно.

Огромная скорость протекания процессов дробления капель, изменение скоростей капель и пыли, частичное испарение капель и конденсаций паров в весьма малом объеме трубы Вентури (в основном, в горловине) и наложение их друг на друга чрезвычайно осложняют создание теории работы этого аппарата, которая до сих пор не разработана.

По способу подачи жидкости трубы Вентури, применяемые в металлургии, делят на три группы:

а) с форсуночным орошением

б) с пленочным орошением

в) с периферийным орошением

Рис. 2.5. Способы орошения труб Вентури:

1 – форсунка; 2 – конфузор; 3 – горловина; 4 – камера для воды; 5 – уступ; 6 – диффузор

Р ис. 2.7. Эжекторная труба Вентури: 1 – приемная камера; 2 – форсунка; 3 – конфузор; 4 – камера смешения; 5 – диффузор; 6 – насос; 7 – отстойник; 8 – выхлопной патрубок