3. Динамические газопромыватели

Отличительной особенностью динамических газопромывателей является применение для диспергирования жидкости механической энергии. Наиболее типичными представителями этой группы пылеуловителей являются дезинтеграторы, вентиляторы, мокрые пылеуловители (типа ВМП), вентиляторные скрубберы (ротоклон W) и некоторые другие.

Вследствие значительного расхода энергии, а также относительной сложности эксплуатации и ремонта динамические газопромыватели в настоящее время в Советском Союзе практически не применяются.

Контрольные вопросы

1. Как протекают процессы тепло- и массообмена в полом форсуночном скруббере? От чего зависят его размеры и как их определяют?

2. Как составить дифференциальное уравнение, описывающее процесс очистки газов в форсуночном скруббере? Выводы из его решения.

3. Как идут процессы пылеулавливания и преобразования энергии в скруббере Вентури? Как организуют орошение газа жидкостью?

4. От каких основных факторов зависят степень очистки газа и гидравлическое сопротивление скруббера Вентури? Как определяют эти величины?

5. Какие типы и конструкции скрубберов Вентури применяют для очисткигазов в металлургии?

Глава 9

ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ С ОСАЖДЕНИЕМ ПЫЛИ

НА ПЛЕНКУ ЖИДКОСТИ

Для успешной работы аппаратов этого типа необходимы, во-первых, образование непрерывно обновляющейся пленки или слоя жидкости, улавливающих частицы пыли и отводящих их с рабочей поверхности, и, во-вторых, подвод частиц пыли к этой пленке или слою жидкости. В зависимости от того, как решаются эти вопросы, пылеулавливающие аппараты делят на типы, описанные ниже.

§ 1. Мокрые аппараты центробежного действия

В аппаратах центробежного типа частицы пыли отбрасываются на стенку центробежными силами, возникающими при вращении газового потока в аппарате за счет тангенциального подвода газа. Непрерывно стекающая вниз пленка на стенке аппарата создается за счет подачи воды специальными соплами, расположенными в верхней части аппарата (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Схема центробежного скруббера: 1 - — оросительные сопла; 2 - корпус; 3 — входной патрубок; 4 — смывные сопла; 5 — выходной патрубок; 6 — оросительный коллектор; 7 — гидрозатвор

Центробежный скруббер типа ЦС-ВТИ. Аппарат представляет собой вертикально стоящий стальной цилиндр с толщиной стенки 5—6 мм, имеющий коническое днище и тангенциально расположенный входной патрубок. Во избежание быстрого износа вследствие коррозии и абразивного действия пыли скруббер внутри футеруется керамической плиткой. Вода подводится внутрь через установленные на расстоянии 500 мм друг от друга сопла, над которыми размещен брызго-улавливающий козырек. Струя воды, выходящая из сопла, направлена тангенциально к стенке в сторону вращения потока газа во избежание интенсивного уноса брызг. Образующаяся на стенке сплошная водяная пленка по спирали, направление которой совпадает с направлением вращения газового потока, непрерывно стекает вниз.

Частицы пыли, отбрасываемые на пленку под действием центробежных сил, захватываются ею и в виде шлама выводятся из скруббера через приемный бункер и гидравлический затвор.

Расход воды при работе центробежного скруббера определяется требованием создания на внутренней поверхности аппарата сплошной водяной пленки толщиной не менее 0,3 мм. Такая толщина пленки предотвращает ее разрыв и образование отложений на стенках аппарата.

При прохождении через центробежный скруббер газы вследствие процесса теплообмена с водой охлаждаются. Температуру газов на выходе из скруббера можно найти по следующему приближенному уравнению:

, (9.1)

где и — температуры газов до скруббера и после него, °С; Т_м — температура мокрого термометра, до которой нагревается вода, выходящая из скруббера, °С.

В центробежных скрубберах одновременно с охлаждением газов происходит адсорбция из них SO₂. Степень улавливания SO₂ водой обычно составляет 40—50 %.

Вследствие низкой степени очистки центробежные скрубберы типа ЦС-ВТЦ как пылеулавливающие аппараты в настоящее время не применяются, однако они широко используются в качестве каплеуловителей в скрубберах Вентури. В этом случае вода на орошение не подается.

Мокропрутковые скрубберы типа МП-ВТИ. Главным отличием этих скрубберов от скрубберов типа ЦС-ВТИ является наличие мокропрутковой решетки в подводящем патрубке. Кроме того, они отличаются большими размерами и улиткообразной формой подводящего патрубка.

Практика применения мокропрутковых скрубберов типа МП-ВТИ показала, что они не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Это объ­ясняется как их недостаточной эффективностью, так и главным образом тем, что на прутковых решетках и во входных патрубках образуются от­ложения, резко ухудшающие показатели работы аппарата. Вследствие этого аппараты данного типа сняты с производства и заменены аппаратами типа МС-ВТИ, описанными выше.

Циклоны-промыватели конструкции СИОТ. В целях уменьшения уноса брызг корпус этих аппаратов выполняют коническим (рис. 9.2). Запыленный газ подводится тангенциально в нижнюю часть корпуса, куда подается и часть (20—30%) орошающей воды. Остальная вода, орошающая поверхность стенок, поступает в верхнюю часть аппарата. В нижней конической части циклона с помощью гидрозатвора поддерживается постоянный уровень воды. Вода, подхваченная потоком газа, закручивается и отбрасывается на стенку, где образуется утолщенная пленка, улавливающая частицы пыли, которые отбрасываются на нее центробежными силами. При одинаковом расходе газа и эффективности габаритные размеры циклонов-промывателей конструкции СИОТ оказываются значительно меньшими, чем у центробежных скрубберов.

Рис. 9.2. Циклон-промыватель конструкции СИОТ: 1 – выход очищенного газа; 2 – подвод орошающей жидкости; 3 — вход очищаемого газа; 4 — форсунка; 5 —бункер; 6— корпус

Циклоны-промыватели конструкции. СИОТ нормализованы, их изготовляют на расход газов до 200000 м³/ч. Гидравлическое сопротивление аппарата обычно не превышает 1,0-1,2 кПа.

Степень очистки газа в циклоне-промывателе определяют на основании нормальной функции распределения η = ф(х) (см. табл. 4.2), принимая lgσ_η = 0,716 и находя величину d₅₀ из рис. 9.3.

Рис. 9.3. Зависимость диаметра частиц, улавливаемых на 50 %, от гидравлического сопротивления аппарата Δр_ап и номера циклона-промывателя конструкции СИОТ: 1 – 900 Па; 2 – 1100 Па; 3 – 1400 Па; 4 – 2000 Па.

Циклоны-промыватели конструкции СИОТ рекомендуется применять для улавливания смачиваемой пыли при начальной концентрации ее до 5 г/м³, принимая скорость во входном патрубке аппарата 14—20 м/с.

Центробежный скруббер батарейного типа СЦВБ-20. Аппарат состоит из четырех рабочих элементов, каждый из которых представляет собой трубу, в верхней части которой имеется двухлопастный завихритель, а в нижней — кольцевой зазор (рис. 9.4). Запыленный газ подается в специальную камеру, орошается водой, после чего газоводяная смесь закручивается в завихрителях и входит в рабочий элемент, в котором капли воды с осевшими на них частицами пыли под действием центробежных сил отбрасываются на стенки. Вода вместе с уловленной пылью стекает через кольцевой зазор в шламовую камеру и выводится из аппарата через гидрозатвор. Очищенный газ по соединительным трубкам поступает в камеру чистого газа, откуда удаляется вентилятором.

Рис. 9.4. Центробежный скруббер батарейного типа СЦВБ-20: 1 - рабочий элемент; 2 — завихритель; 3 — камера запыленного газа; 4 — форсунка; 5 — газораспределительное устройство; 6 — люк; 7 — сетка; 8 — устройство для выравнивания давления; 9 — камера чистого газа; 10— сливная труба; 11 — соединительная труба,; 12 — шламовая камера.

Аппарат рассчитан на производительность 20000 м³/ч. При очистке больших объемов аппарат собирается из нескольких подобных модулей. Скорость газа в свободном сечении завихрителя 20 м/с, удельный расход воды, подаваемой под давлением до 150 кПа, 0,3—0,5 дм³/м³. Гидравлическое сопротивление аппарата при расчетной производительности 1650 Па, масса аппарата 1 т. Скруббер типа СЦВБ-20 рекомендуется применять для улавливания смачиваемой пыли при начальной концентрации до 10 г/м³. Степень очистки газа определяют на основании нормальной функции распределения η = ф(х) (см. табл. 4.2), принимая d_m = = 1,5 мкм и lgσ_η = 0,426.