Основные размеры гидродинамических пылеуловителей нипиоТстрома

Размеры элементов пылеуловителя	Производительность пылеуловителей, м3/ч
	1000	2000	3000	5000	7000	10000
Диаметр корпуса, мм	450	640	780	990	1100	1400
высота корпуса	1775	2070	2140	2250	2400	2450
цилиндрическая его часть	1600	1600	1000	1600	1600	1600
Диаметр шламосборника, мм	270	270	370	370	450	450
высота шламосборника	505	505	660	660	800	800
цилиндрическая его часть	270	470	370	370	450	450
Масса аппарата, кг	75	150	225	375	525	750

Следует отметить, что эффективность мокрых пылеуловителей различных конструкций при промышленной эксплуатации в одинаковых условиях составляет (по данным НИПИОТстрома):

а) циклонов-промывателей СИОТ 92 %;

б) циклонов с водяной пленкой типа ЦВП и ЦС ВТИ 85 %;

в) гидродинамических пылеуловителей ГДП 99,6…99,8%.

При этом расход воды в ГДП в 20…40 раз меньше, чем в других мокрых пылеуловителях (СИОТ и ЛИОТ).

Скрубберы ударно-инерционного действия

Аппараты ударно-инерционного действия составляют один из наиболее распространенных типов мокрых пылеуловителей. Их отличают, прежде всего, отсутствие устройств подвода орошающей жидкости и наименьшая среди всех пылеуловителей величина удельного орошения. К аппаратам ударно-инерционного действия относится большая группа мокрых пылеуловителей, в которых контакт газов с жидкостью осуществляется за счет удара газового потока с поверхностью жидкости с последующим пропусканием газо-жидкостной взвеси через отверстия различной конфигурации. В результате такого взаимодействия образуются капли диаметром 300…400 мкм. Особенность аппаратов ударного действия — полное отсутствие средств перемещения жидкости, и поэтому вся энергия, необходимая для создания поверхности контакта, подводится через газовый поток. В связи с этим подобные скрубберы иногда называют аппаратами с внутренней циркуляцией жидкости. Шлам из них удаляют чаще всего периодически. Возможен и непрерывный отвод шламовой жидкости, но в этом случае теряется основное достоинство аппаратов этого класса — снижение удельного орошения за счет многократной циркуляции жидкости.

Рекомендуется использовать пылеуловители с внутренней циркуляцией жидкости для очистки холодных или предварительно охлажденных газов, что значительно снижает потери орошающей жидкости на испарение.

Важное значение для нормальной эксплуатации мокрых ударно-инерци-онных пылеуловителей имеет поддержание постоянного уровня жидкости в аппарате. Даже незначительное его снижение (за счет отвода жидкости со шламом, испарения или брызгоуноса) может привести к резкому снижению эффективности, и наоборот, увеличение уровня вызывает рост гидравлического сопротивления аппарата.

Отсутствие мелких отверстий для раздачи жидкости и механических вращающихся частей позволяет эксплуатировать аппараты этого типа при повышенном содержании твердой взвеси в контактирующей с газовым потоком жидкости.

Скрубберы ударного инерционного действия относятся к мокрым пылеуловителям с внутренней циркуляцией жидкости, поэтому удаление из них шлама осуществляется чаще всего периодически, по мере его накапливания в бункерной части. Целесообразен и непрерывный отвод шламовой жидкости, но в этом случае не происходит снижения удельного расхода орошающей жидкости за счет многократной ее циркуляции. Стремление к снижению расхода жидкости лежит в основе предложений по использованию пылеуловителей с внутренней циркуляцией жидкости для очистки холодных или предварительно охлажденных до точки росы газов, что значительно уменьшает потери жидкости за счет испарения.

Наиболее простой по конструкции пылеуловитель ударно-инерционного действия представляет собой вертикальную колонну, в нижней части которой находится слой жидкости (рис. 1.14).

Запыленные газы по газоходу (обычно круглого сечения или выполненного в виде трубы Вентури) с большой скоростью направляются на поверхность жидкости. При резком повороте газового потока на 180° происходит инерционное осаждение частиц пыли на каплях жидкости. Шлам из аппарата может удаляться через гидрозатвор периодически или непрерывно. Для удаления уплотненного осадка со дна применяют смывные сопла.

При периодическом отводе шлама постоянная подпитка воды про­изводится только для компенсации ее потерь за счет испарения. Поэтому аппараты ударно-инерционного действия рекомендуется устанавли­вать для очистки холодных или предварительно охлажденных газов.

З

Рис. 1.14. Мокрый пылеуловитель ударно-инерционного действия:

1 — входной патрубок; 2 — резервуар с жидкостью; 3 — смывное сопло;

4 — труба для удаления шлама

Скруббер Дойля. В аппарате (рис. 1.15) газовый поток поступа­ет через трубы, в нижней части которых установлены конусы, увели­чивающие скорость тазов в свободном сечении трубы. Скорость газов непосредственно в щели на выходе из трубы составляет 35…55 м/c, и газовый поток с достаточно высокой скоростью ударяется о поверх­ность жидкости, создавая завесу из капель. Уровень жидкости в скруб­бере (в статическом состоянии) на 2…3 мм ниже кромки трубы. Гид­равлическое сопротивление газопромывателя в зависимости от скорости истечения и расстояния h составляет 500…4000 Па.

Рис. 1.15. Скруббер Дойля:

1-корпус, 2-сопло-ускоритель, 3-сливное устройство, 4-брызгоотбойник

Ротоклон типа N является другим типичным представителем газопромывателей ударно-инерционного действия (рис. 1.6) В аппарате установлены один или несколько изогнутых щелевых каналов, нижняя часть которых затоплена жидкостью. Газовый поток, ударяясь о поверхность жидкости, захватывает часть жидкости и заставляет ее двигаться вдоль нижней направляющей канала. Затем жидкость отбрасывается к верхней направляющей и при выходе из щели падает в виде сплошной водяной завесы. Для предотвращения уноса капель газы после канала проходят через систему каплеотбойных устройств. Скорость газов в канале обычно не превышает 15 м/с.

Рис. 1.6. Ротоклон типа N:

1 – устройство для подвода газов; 2 – направляющие лопатки;

3 – каплеотбойник; 4 – устройство для вывода газа

За рубежом широко применяются ударно-инерционные скрубберы, прообразом которых является хорошо известный ротоклон типа N. Так, американской фирмой ААF разработан и выпускается унифицированный ряд типоразмеров аппарата на производительность от 1200 до 85000 м³/ч с гидравлическим сопротивлением 1200…1500 Па. Эти пылеуловители по данным фирмы рекомендуется применять для очистки газов с начальной запыленностью до 40 г/нм³, однако при высокой начальной запыленности требуется непрерывное удаление шламов.

Великобритания, Франция, ФРГ, Япония и другие страны изготавливают по лицензиям фирмы ААF пылеуловители такого же типа. Наряду с этим как в странах Западной Европы, так и в США разрабатываются и другие конструкции пылеуловителей типа ротоклона N, отличающиеся главным образом конструкцией импеллера.

Западногерманская фирма "Avgust Shakenberg С°" выпускает девять типоразмеров аппаратов подобного типа на производительность от 3000 до 84000 м³/ч. По данным фирмы при очистке воздуха от кварцевой пыли, содержащей 43 % частиц размером менее 4 мкм и 10 % частиц мельче I мкм, эффективность пылеулавливания агрегата, составляет 98 %, а гидравлическое сопротивление аппарата близко к 1800 Па.

Аппарат ПВМ (пылеуловитель вентиляторный мокрый) имеет две модификации: с удалением шлама посредством слива (СА) и с уборкой его скребковым агрегатом (КА). Кроме того, ПВМ изготавливают в двух исполнениях: с удалением шлама с поверхности воды (П) и с повышенной безопасностью (Б).

Аппарат работает по следующей схеме (рис. 1.7). Запыленные газы поступают через отверстие в боковой стенке. При включении вентилятора уровень воды в среднем отсеке пылеуловителя между двумя симметричными перегородками 2 устанавливается ниже, чем за перегородками 3. В результате между поверхностью воды и каждой перегородкой 2 образуется щель, через которую газовый поток устремляется с большой скоростью в виде плоской струи, частично увлекая за собой воду. Встречая на своем пути перегородку 3, струя отклоняется вверх, причем на поверхность перегородки, омоченную увлеченной водой, осаждаются сепарирующиеся из струи частицы пыли. Вода, увлеченная газовым потоком, перетекает вверх по перегородке 3, отклоняется водоотбойником и сливается в крайний отсек. Газы проходят через каплеуловитель и выбрасываются наружу, вентилятором.

Рис. 1.7. Газопромыватель типа ПВМ:

1 - корпус; 2, 3 — перегородки; 4 — водоотбойник; 5 — каплеуловитель;

6 — вентилятор; 7— регулятор уровня жидкости

Для предупреждения закупорки сливного отверстия шламом в нижнюю часть корпуса по соплам, расположенным внутри бункера, через коллектор подается водопроводная или осветленная вода. Аппарат оборудован также устройством для автоматической водоподпитки и поддержания уровня воды в ванне.

Расход воды ПВМС 20 г на 1 т уловленной пыли, а ПВМК 5…10 г/т. Потерю давления в ПВМ и эффективность улавливания пыли определяют по графикам в зависимости от удельного расхода воздуха и расстояния от кромки перегородки до уровня воды.

Ротоклон «Урал» (рис. 1.8) применяется при очистке газов, отсасываемых от мельниц, дробилок, сушил, сталеплавильных печей, углеобогатительных машин, котлоагрегатов, травильных и цинковальных ванн и др. Расход газа 10…15 тыс. м³/ч при потере давления 1,6 кПа, если частицы пыли имеют размер >5 мкм, 35 тыс. м³/ч – при потере давления 3…15 кПа, если производят тонкую очистку мелкодисперсной пыли. Расход воды изменяется в пределах 0,001…30 л/м³. Эффективность очистки газа, например, от угольной пыли, с фракционным составом 0…5 мкм (60 % массы), 5…10 мкм (10 %) достигает 99,7 %, причем начальная запыленность составляет 6…11,3 г/м³. Начальную за­пыленность рекомендуется принимать до 100 г/м³. Расход газов, потерю давления, скорость газов между перегородками (в пределах 30…200 м/с), и, следовательно, эффективность улавливания аэрозолей регулируют при помощи подвижных перегородок. При эффективном улавливании пыли размером до 1 мкм (газы от электропечей) потеря давления должна быть не менее 5 кПа. Температура газов допускается 400 °С.

Рис. 1.8. Ротоклон «Урал»:

1 — конусный затвор для удаления шлама; 2 — нижняя неподвижная

перегородка; 3 — верхняя подвижная перегородка; 4— подвижный

регулятор уровня жидкости; 5 — боковое газовое окно лабиринтного

каплеуловителя; 6 — выход очищенного газа; 7 — винтовой подъемник;

8 — выход загрязненного газа; 9 — подача воды

Ротоклон типа РПА разработан в институте НИИОгаз и отличается от обычных ротоклонов тем, что щелевой контактный канал смонтирован в стенках плавающей камеры, которая одновременно служит камерой грязного газа (рис. 1.9), соотношение жидкости и газов, проходящих через контактный канал, изменяется в зависимости от скорости газов в его сечении и от статической высоты столба жидкости над нижним порогом канала. В отличие от обычных ротоклонов, у которых с изменением соотношения газ—жидкость в зоне контакта изменяется гидравлическое сопротивление аппарата, саморегулирующийся газопромыватель автоматически поддерживает эту характеристику на постоянном уровне при изменении расхода газов в широком диапазоне — до ±30 % от номинального. Функции регулирующего органа выполняет плавающая камера. Уровень гидравлического сопротивления контактного канала определяется грузовой характеристикой этой камеры, которая изменяется путем баластировки последней. Это позволяет откорректировать величину гидравлического сопротивления и довести ее до необходимого уровня в период наладки аппарата, после чего сна уже будет поддерживаться автоматически весь период эксплуатации. Гидравлическое сопротивление газопромывателя в зависимости от массы балластировочного груза колеблется в пределах от 2500 до 3500 Па.

Рис. 1.9. Ротоклон типа РПА:

1 —корпус; 2 — балластировочный груз; 3 — плавающая камера; 4 —тяги;

5 — контактный канал (импеллер); 6 — импеллерный отсек; 7 — окно

для прохода промывной жидкости; 8 — штуцер дла слива жидкости;

9 — газоход для подвода газов; 10 — перегородка; 11 — газоходный

отсек; 12 — штуцер для заливки жидкости и подпитки

Автоматическое поддержание необходимого гидравлического сопротивления является важным достоинством саморегулируемого газопромывателя, однако, громоздкость плавающей камеры ограничивает его возможности по производительности.

Разработан тяпоразмерный ряд саморегулируемых газопромывателей (типа РПА) на производительность от 2 до 12 тыс.м³/ч, оборудованных прямоточным циклоном - каплеуловителем.

Скруббер ударного действия типа СУД (рис. 1.10) разработан институтом Гинцветмет. В отличии от скруббера Дойля высокая скорость газов на выходе из сопла создается не за счет вставки, а благодаря сужению подводящей газовый поток трубы. Сопло может иметь щелевое, круглое и квадратное сечения; скорость газов в нем рекомендуется поддерживать на уровне 35..50 м/с. Аппарат обеспечивает эффективную очистку газов от частиц пыли крупнее 4 мкм. Отношение расстояния от кромки выходного сопла до уровня жидкости к эквивалентному диаметру сопла должно составлять: h/d_э = 0,13. В скрубберах производительностью свыше 10…15 тыс. м³/ч подвод газа следует осуществлять через два или более сопл. При скорости газа в свободном сечении аппарата более 0,5 м /с необходим центробежный каплеуловитель. Общее гидравлическое сопротивление аппарата составляет ~2500 Па.

Рис. 1.10. Скруббер ударного действия типа СУД:

1 —корпус; 2 — сопло; 3 — центробежный каплеуловитель