16.3. Пінні пиловловлювачі

Пінними пиловловлювачами є апарати, корпус яких роздільний гратами з рівномірно розташованими дрібними отворами (мал. 6.9). Запилений потік поступає під грати, очищений віддаляється з верхньої частини корпусу. Вода поступає на грати зверху. Залежно від конструкції пиловловлювача вода з поверхні грат відводиться через отвори в гратах і частково через злив, або тільки через отвори. Діаметр отворів в гратах 3...8 мм. Живий перетин 0,15...0,25 м2/м2.

Пінні апарати відносяться до низьконапірних пиловловлювачів, це одна з великих переваг даних апаратів перед іншими конструкціями. За способом відведення рідини з грат їх підрозділяють на два основні типи: з переливними гратами і з провальними гратами. Апарати з переливними гратами не знайшли широкого розповсюдження, оскільки спостерігається заростання грат в ході процесу

пиловловлювання. Більшого поширення набули апарати другого типу.

Рис. 16.9. Схеми пінних пиловловлювачів: а - пінний пиловловлювач з провальною тарілкою: 1 - корпус; 2 - зрошувальний пристрій; 3 - тарілка; б - пінний пиловловлювач з переливною тарілкою: 1 - корпус; 2 -тарелка; 3 - приймальна коробка; 4 - поріг; 5 - зливна коробка.

Для очищення газів найчастіше використовуються провальні щілинні і дірчасті тарілки. Діаметр отворів дірчастих тарілок приймають в межах 3...8 мм, а відносний вільний перетин (відношення площі отворів до площі тарілки) fa = 0,15...0,25.

Отвори розбиті по рівносторонньому трикутнику. Крок між отворами 5 визначають із співвідношення:

8 = м (6.16)

де dQ - діаметр отвору, м.

Щілинні тарілки можуть виконуватися гратчастими, трубчастими або колосниковими. Трубчасті і колосникові конструкції виготовляють зварними з трубок, прутков або пластин. Ширину щілини в тарілці Ъ приймають 4...5 мм, вільний перетин /св - (0,2...0,25).

Оптимальна товщина дірчастих і щілинних тарілок 4...6 мм. Питоме зрошування для очищення газів від пилу приймають в межах 0,4...0,6 літрів на 1 м3 газів.

Для створення стійкого пінного шару на гратах необхідно підтримувати швидкість газу у вільному перетині апарату в межах 0,8.. .2,2 м/с, при цьому мінімальна швидкість газів, необхідна для створення стійкого пінного режиму на тарілці, складає порядка 1 м/с.

У новітніх пінних апаратах з провальними гратами застосовують так звані стабілізатори пінного шару, що дозволяє підвищити швидкість газу до 4 м/с.

На мал. 6.10 приведений загальний вид пінного апарату із стабілізатором шаруючи (ПАС). Як стабілізатор рекомендується використовувати стільникові грати висотою Аст =60 мм з осередками розміром від 35x35 до 45x45 мм.

Рис. 16.10. Пінний апарат ПАС із стабілізатором шару піни: 1 - корпус; 2 - провальна тарілка; 3 - стабілізатор піни; 4 - зрошувач; 5 - бризковловлювач.

На мал. 6.11 приведені залежності висоти шару піни від швидкості руху газу у вільному перетині апарату. З графіків видно, що стабілізатор дозволяє збільшити висоту шаруючи майже в 2,5 разу у всьому діапазоні швидкостей.

Грати промислових апаратів ПАС можуть бути дірчастими з отворами величиною <з?₀=5...8мм і живим перетином від 14 до 22%, а також трубчастими з трубами діаметром 20...32 мм і проміжками між ними dT = 3,0...6,5 мм при живому перетині S0 = 13,0... 18,2 %. Апарати з трубчастими гратами позначаються ПАСС-Т, а з дірчастими - ПАСС-Д. Розроблений нормалізований ряд апаратів ПАС з корпусами круглого перетину на витрату газу V= 2,5.. .64 тис. м3/ч (табл. 6.7).

Рис. 16.11. Залежність висоти шару піни від швидкості газу в апараті без стабілізатора (1) і із стабілізатором (2).

Розрахунок гідравлічного опору пінних апаратів із стабілізатором шару може бути проведений по залежності:

A*U = АР + АРП + Ара +АР_а (6.17)

де Арр,арп,ар_(7,АРа - втрати натиску відповідно сухих грат, шару піни, за рахунок сил поверхневого натягнення, корпусу апарату. Величина Арр (у Па) може бути знайдена по формулі:

Арр*\,82(и°г)^2рг/2 (6.18)

де и°г - швидкість газу в отворах грат, м/с.

Таблиця 6.6

Нормалізований ряд апаратів типу ПАСС

Тип апарату	Витрата газу, тыс. м /ч	Швидкість газу в своб. перетині апарату, м/с	Основні розміри апарату, мм
			висота Н	діаметр D	діаметр вихідного патрубка А	діаметр вхідного патрубка А
ПАСС-Т(Д)-3	2,5- 3,4	2,9	3670	600	285	100
ПАСС-Т(Д)-4	3,4- 4,5	2,85	3790	700	355	100
ПАСС-Т(Д)-5	4,5- 6,2	2,96	3910	800	400	100
ПАСС-Т(Д)-7	6,2- 8,4	3,05	4160	920	450	100
ПАСС-Т(Д)-10 ПАСС-Т(Д)-14	8,4-11,7 11,7-16,5	2,94 2,95	4300 4860	1100 1300	500 560	100 100
ПАСС-Т(Д)-20 ПАСС-Т(Д)-30	16,5-23,2 23,2-32,6	3,12 3,05	530’0 6050	1500 1800	630 800	100 150
ПАСС-Т(Д)-40 ПАСС-Т(Д)-55	32,6-45,7 45,7-64,0	3,14 3,10	6710 7630	2100 2500	900 1020	150 150

Втрата натиску (у Па) за рахунок шару піни на гратах:

Арп=0,441нпрж§/(о°гГ (6.19)

де Яп - висота шару піни, м; рж - щільність рідини, кг/м3; и°г— швидкість газу в отворах грат, м/с.

У рівнянні (6.18) висота шару піни (мм) може бути знайдена по залежності:

Яп=4,8^7^°’2/(С4^9) (6-20)

де т - щільність зрошування, л/м газу; d0 - діаметр отворів грат

2 2

мм; S0 - відносна площа вільного перетину грат, м /м .

Втрату натиску (у Па) під дією сил поверхневого натягнення розраховують по формулі:

АР_(Т=4сгя (6.21)

де СТ - коефіцієнт поверхневого натягнення, н/м.

Гідравлічний опір корпусу апарату розраховують по залежності:

Ара=Јао2грг/2 (6.22)

де ^ = 25...28 - коефіцієнт гідравлічного опору корпусу апарату.

Ступінь фракційного очищення (у %) може бути розрахована по залежності:

щ = 1001-87Д(1,37-<)/(Я>г0’25)], (6.23)

де dT - середній еквівалентний розмір частинок фракції, мкм; Яп - висота шару піни, мм; ярем - швидкість газу в перетині апарату, м/с.

Загальний ступінь очищення слід визначати по рівнянню (3.7) або (3.10).