Oxorona_atmosfernogo_povitria / Vetoshkun_Puloo4ustka

СПУ Вентури применяют для улавливания пылей и возгонов черной и цветной металлургии, пылей пищевых производств, не изменяющих своих свойств при контакте с водой, например, сахарной и др. при начальной концентрации пыли в весьма широком диапазоне - 0,05…100 г/м3.

Главным преимуществом СПУ Вентури является простота устройства и малые габаритные размеры установки.

Среди низконапорных скрубберов Вентури широкое распространение получили так называемые коагуляционные мокрые пылеуловители (КМП), которые представляют собой аппарат с совмещенной трубой - коагулятором и циклоном ЦВП. Общий вид аппарата представлен на рис. 6.20.

Рис. 6.20. Коагуляционныймокрыйпылеуловитель КМП: 1 – сепарационная камера; 2 – труба Вентури; 3 – горловина; 4 – водянойколлектор; 5 – опоры.

За определяющий размер КМП принят диаметр горловины Dг трубы-

коагулятора, который в ряду размеров меняется от 250 до 1000 мм. Данные аппараты могут работать в широком диапазоне расходов газа (7…230 тыс. м3/ч) при скорости газа в горловине 40…70 м/с. Гидравлическое сопротивление при этом составляет 12…35 кПа, а удельный расход воды 0,2…0,6 л/м3 газа. Технические характеристики типовых КМП приведены в табл. 6.10.

141

Таблица 6.10 ТехническиехарактеристикимокрогопылеуловителяКМП

Расчет степени очистки воздуха от пыли в КМП основан на экспериментально установленной зависимости диаметра частиц, уловленных на 50%, от удельной мощности контактирования Eж , т.е. мощности, которая

затрачивается только на контактирование газа с жидкостью при расходе газа V= 1 м3/с.

Удельная мощность контактирования Eж зависит от расхода газа и

орошающей жидкости, гидравлического сопротивления и типоразмера аппарата КМП. Номограмма для определения величины Eж приведена на

рис. 6.21.

142

Рис. 6.21. Номограммадля определения удельноймощности контактирования КМП.

Затем по величине Eж определяют значение медианного диаметра частиц, улавливаемых на 50%, т.е. dηэ=50 . При необходимости по уравнению (6.13) уточняют величину dηэ=50 , т.е. находят dηд=50 . После этого на оси абсцисс откладывают отрезок ОА от начала координат до значения dηд=50 (рис.

6.22).

Построив в логарифмически вероятных координатах кривую распределения D (d), по формуле

находят значение параметра σ и наносят эту линию на номограмму (рис. 6.22). Затем откладывают на оси абсцисс номограммы средние величины диаметров частиц каждой фракции diср , из координат которых вычитаются

отрезки ОА, а из полученных точек абсцисс восстанавливают ординаты до линии σ , которые показывают степень очистки каждой фракции. Общую эффективность очистки рассчитывают по уравнению

i=1

143

4

Рис. 6.22. Номограммадля определения степени очистки вКМП (плотность частиц кокса– 1590 кг/м3, кварца– 2650 кг/м3, известняка– 2750 кг/м3 и агломерата – 3850 кг/м3).

Гидравлическое сопротивление скрубберов Вентури, необходимое для пользования номограммой, рассчитывают следующим образом. Обычно оно суммируется из потерь напора в трубе Вентури и каплеуловителе, причем основная часть потерь приходится на трубу Вентури.

Гидравлическое сопротивление трубы Вентури при подаче в нее оро-

где Pг - гидравлическое сопротивление трубы Вентури без орошения, Па; Pж - гидравлическое сопротивление трубы Вентури, обусловленное вво-

дом орошающей жидкости. Па.

Потерю напора сухой трубы определяют по зависимости:

где ξс - коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Вентури; υг - скорость газа в горловине (обычно принимается по температуре и давлению на выходе из трубы Вентури), м/с; ρг - плотность газов (при тех же условиях), кг/м3.

144

Коэффициент гидравлического сопротивления ξс для труб Вентури с круглой и прямоугольной горловинами длиной 0,15. Dэ ( Dэ - эквивалент-

ный диаметр горловины) принимают в пределах 0,12…0,15. При длине горловины в пределах 0,15 Dэ ≤ lг ≤ Dэ этот коэффициент рассчитывают по

зависимости:

где M =υг υзв - число Маха; υзв - скорость звука в газе, м/с.

Выражение (6.31) справедливо при скорости газа в горловине до 150 м/с, причем обе скорости берутся по температуре и давлению газов на выходе из трубы Вентури.

Гидравлическое сопротивление труб Вентури. обусловленное оро-

где υж - скорость капель жидкости на выходе из горловины трубы Вентури (обычно в 1,5…3 раза меньше υг , меньшие значения берут для высоких

скоростей газа), м/с.

Значения коэффициента А и показателя степени (1+В) в формуле (6.33) приведены в табл. 6.11.

Таблица 6.11 Значения коэффициента А и показателя степени (1+В)

145

Эффективная длина горловины lэф равна сумме длин горловины lг и начального участка диффузора l΄́. При угле раскрытия диффузора α = 6° величина l′ = 0,476.dг.экв (dг.экв — эквивалентный диаметр горловины).

Величину dк (в мкм), характеризующую средний диаметр капель жидкости, можно определить по эмпирической формуле:

dк = 4860 +16,3. m1,5 . (6.35). wг

гулируемыми сечениями (рис. 6.23), позволяющих очищать запыленные газы при расходе 2…500 тыс. м3/ч и гидравлическом сопротивлении от 4 до 12 кПа.

Рис. 6.23. Скруббер Вентури с кольцевой горловой и коническим обтекателем:

1 – патрубок для пыли; 2 – труба-коагулятор; 3 – сепарационная камера; 4

– завихритель; 5 – шток регулирующий; 6 – механизм управления штоком.

147

Принимаем скорость движения газа в горловине 100 м/с, тогда диаметр горловины

D1 =[4Vг (3600υг1 )]0,5 = 4 15000 (3600 100) = 0,408 .

Принимаем диаметр горловины равным 0,4 м, тогда действительная скорость газа в горловине

Потеря напора под действием присутствующих в потоке капель жидкости:

Pж =ξж (υг2 ρж 2)m ,

где

ξж = Aξc [(υж υг )(ρг ρж )]1+B .

Из табл. 6.11 находим значения А = 13,4 и 1+В = 0,024. Скорость капель жидкости принимаем υж =υг 2 =102 2 = 51 м/с, плотность орошения т

=0,4 10-3 м3/м3, тогда

ξж =13,4 0,1[(51 102)(1,125 1000)]0,024 =1,57 ;

Pж = (1,57 1022 10002) 0,4 10−3 = 3267 Па; Pоp = 819 + 3264 = 4183 Па.

Определяем гидравлическое сопротивление пылеуловителя. В качестве пылеуловителя можно использовать циклон ЦВП в скоростном исполнении, тогда по диаграмме (рис. 6.4) и расходу газа определяем потерю напора для аппарата D = 1000 мм:

Pк =130 Па.

Общее гидравлическое сопротивление аппарата

P = Pоp + Pк = 4183 +130 = 4313 Па.

По общему гидравлическому сопротивлению и расходу газа в качестве тягодутьевого оборудования выбираем воздуходувку ТВ-250-1,12, обеспечивающую расход 15 000 м3/ч при напоре 0,12 МПа и мощности электродвигателя 100 кВт.

Расчет степени очистки газа от пыли в скруббере Вентури основан на установлении зависимости диаметра частиц, уловленных на 50%, от удельной мощности контактирования Eж . Величину Eж рассчитывают по

зависимости:

Eж = Pж + Pm ,

где P - давление в водоподводящем патрубке оросителя трубы Вентури (примем P = 0,4 МПа), откуда

Eж = 3267 + 4 105 0,4 10−3 = 3427 Па.

149

По величине Eж на номограмме (рис. 6.22) определяем диаметр частиц, уловленных на 50%. Для кварцевой пыли dη=50 = 0,012 мкм.

Уточним значение диаметра частиц, улавливаемых на 50%:

Откладывая на оси абсцисс номограммы (рис. 6.22) отрезок от начала координат до точки А, с учетом величины отрезка ОА определяем фракционную степень очистки для частиц среднего размера dсрi = (diн + diк )2 . Она

составит:

Общая степень очистки воздуха в скруббере:

i=n

ηобщ = ∑( Riηфi 100) = (10 95 +16 98,5 +

i=1

+46 99,1 +18 99,3)100 = 88,7 %.

Для использования в промышленности на базе оптимальной конфигурации трубы Вентури (рис. 6.24) разработан типоразмерный ряд высоконапорных скрубберов Вентури ГВПВ. Основные характеристики аппаратов этого ряда приведены в табл. 6.13. В качестве каплеуловителей дляних используются малогабаритные прямоточные циклоны (рис. 6.25). Техническая характеристика типоразмерного ряда каплеуловителей приведены в табл. 6.14.

150