16.1. Порожнисті газопромивачі
Порожнисті газопромивщики (мал. 6.1) реалізують найбільш просту схему мокрого очищення з організацією промивки запилених потоків газу в газоходах (воздуховодах) або окремих камерах (ємкостях) різної форми. Зрошуюча рідина в них подається зустрічно або упоперек газового потоку. Щоб віднесення рідини із зони контакту було незначним, розмір крапель повинен бути не менше 500 мкм, а швидкість газового потоку не повинна перевершувати (0,8...1,2) м/с.
Рис. 16.1. Схема полого газопромивщика: 1 - вхідний патрубок; 2 - газорозподільні грати; 3 - форсунки; 4 - каплеуловитель; 5 - вихідний патрубок; 6 - бункер.
Для зменшення габаритів установки швидкість потоку збільшують (іноді до 5 м/с і більш) і встановлюють на виході апарату каплеуловители. Зрошуючу рідину розбризкують найчастіше за допомогою відцентрових форсунок, підтримуючи її тиск в межах (0,3...0,4) Мпа. Такі форсунки дозволяють працювати на оборотній воді, з якої видалена груба суспензія. Діаметр зони зрошування однієї форсунки приймають в межах 500 мм. З цих умов визначають число форсунок, що встановлюються в скрубері.
Ефективність очищення в скрубері залежить від дисперсності пилу, розміру крапель, швидкості їх падіння, витрати рідини, швидкості пылега-зового потоку. У порожнистому скрубері питома витрата рідини знаходиться в межах 2.. .2,5 л/м, гідравлічний опір 220...250 Па.
Порожнисті газопромивщики можуть знайти застосування для осадження частинок більше 10 мкм. Порожнисті скрубери використовують для очищення газів в металургійному, ливарному виробництві, наприклад, для очищення газів з вагранок.
Розрахунки параметрів порожнистих газопромивщиків з визначенням ступеня очищення по імовірнісному методу виконують в наступному порядку.
Приймають швидкість газів v в скрубері близько 1 м/с, перепад тиску порядку (200...250) Па і вибирають величину питомого зрошування т в межах (0,5...8) 10~3 м3на1м3 газу.
Визначають середню площу скрубера в перетині, перпендикулярному напряму потоку газів:
f=VJv,^ (6.6)
де VT - витрата газів, що очищаються, м /с, підрахований по температурі і тиску на виході з апарату.
Температуру газів на виході з скрубера, що мали початкову температуру (150...200)°С і вище, за відсутності спеціальних вимог можна приймати на 100° нижче початковою, а температуру не нагрітих газів - рівною початковою.
Знаходять діаметр апарату з протиточним зрошуванням або еквівалентний діаметр для апарату з поперечним зрошуванням. Висоту апарату h з круглим поперечним перетином приймають порядка 2,5 діаметрів, а з прямокутним перетином - з конструктивних міркувань.
3) Визначають витрату рідини на зрошування:
L = m-Vr,M3/c. (6.7)
4) Визначають інерційні параметри \|/г для фракцій частинок заданого складу:
\|/г = df-fr-v-c!(6.8) де: dt - діаметр частинок i - тій фракції, м; рч - дійсна щільність час-тиц, кг/м ; С{ - поправка Кенінгема (таблиця 6.1); jj, - динамічна в’язкість газу, Па-с (19,3 | 10"6 Па-с); / - визначальний розмір, м.
Таблиця 6.3.
Поправка Кенінгема
d\0b, м |
0,003 |
0,01 |
0,03 |
од |
0,3 |
1,0 |
3,0 |
10 |
С |
90 |
24,5 |
7,9 |
2,9 |
1,57 |
1,16 |
1,03 |
1 |
За визначальний розмір при розрахунку порожнистих скруберів приймають діаметр краплі зрошуючої рідини в межах (0,6...1) 10" м.
5) Визначають коефіцієнт захоплення частинок певних фракцій ц:
= (г, Л, зз У | (6-9)
При \|/г =150 величина перевищує 0,995; при значеннях \|/г більше 170 величину можна приймати рівною 1.;
6) Визначають значення парціальних (фракційних) коефіцієнтів очищення для скруберів з протиточним зрошуванням по формулі:
3 L • rji • (v + wK) h вф1 = 1 - exp *J— (6.10)
а для скруберів з поперечним зрошуванням по формулі:
е*=1-А-^т\- (6Л1)
^ LV ак )
У формулах (6.5) і (6.6) wK - швидкість осадження краплі, м/с; dK - діаметр краплі, м.
У порожнистих газопромивщиках встановлюються форсунки грубого распыла, що створюють краплі діаметром (0,6...1) 10" м. Швидкість осадження таких крапель можна знайти по діаграмі рис. 6.2.
Рис. 6.2. Швидкість осадження крапель в порожнистих газопромивщиках
7) По знайдених парціальних (фракційним) коефіцієнтах очищення і заданому фракційному складі дисперсних забруднювачів визначають повний коефіцієнт очищення е^щ, використовуючи формулу (6.12), і обгрунтовують можливість застосування полого скрубера або відмова від нього.
N g
Ј Общ = 2 би ф, JQQ (6.12)
де gf - масова частка i-тя. фракції пилу.