Воздух рабочей зоны (стр. 4 из 6)
Целесообразно сочетание сухой и последующей мокрой очистки, которая в свою очередь может сочетаться с адсорбционной доочисткой.Развитая поверхность контакта фаз способствует увеличению эффективности пылеулавливания. В промышленности используют мокрые пылеуловители (промыватели) капельного, пленочного и барботажного типов. Конструктивно аппараты могут быть полыми, тарельчатыми, механического и ударно-инерционного действия (ротоклоны), а также скоростного типа (трубы Вентури и другие инжекторы).
Необходимо стремиться к созданию мокрых промывателей с минимальным гидравлическим сопротивлением, работоспособных при низких расходах воды. Эффективность очистки пыли зависит от размеров улавливаемых частиц и от других свойств пыли. Необходимость концентрирования системы жидкость - твердое тело с возвратом очищенной воды на пылеулавливание, накопление в орошаемой жидкости растворимых компонентов пыли усложняет систему мокрого пылеулавливания.В общем виде процесс улавливания пыли мокрым методом представляется как перенос твердой фазы из газовой среды в жидкую и удаление последней из аппарата вместе с твердой фазой [2,3]. В зависимости от формы контактирования фаз способы мокрой пылеочистки можно разделить на: 1 - улавливание в объеме (слое) жидкости; 2 - улавливание пленками жидкости; 3 - улавливание распыленной жидкостью в объеме газа (рис. 9).
Р и с. 9. Схемы основных способов мокрого пылеулавливания:
а - в объеме жидкости; б - пленками жидкости; е - распыленной жидкостью; 1 - пузырьки газа; 2 - капли жидкости; 3 - твердые частицы.
Скрубберы (газопромыватели).
При объемно-жидкостном способе поток запыленного газа пропускают через определенный объем жидкости. Для этой цели используют пенные пылеуловители с провальными тарелками или тарельчатые скрубберы, эффективность которых может достигать 90-95%. На рис. 10 представлен тарельчатый скруббер.
| Рис. 10. Тарельчатый скруббер: 1 - каплеуловитель; 2 - тарелка. | Рис. 11. Пылеуловитель ПВМ: 1 - корпус; 2,4- перегородки; 3 - водоотбойник; 5 - каплеуловитель; б - вентиляционный агрегат; 7 - устройство для регулирования уровня воды |
Улавливание пыли пленками жидкости характеризуется тем, что контакт газа и жидкости происходит на границе двух сред без перемешивания. Захват (собственно улавливание) твердых частиц тонкими пленками жидкости происходит на поверхностях конструктивных элементов. К этой группе устройств относятся скрубберы с насадкой, мокрые циклоны, ротоклоны и т.п. На рис. 11 показана схема пылеуловителя вентиляционного мокрого (ПВМ).
Улавливание пыли распыленной жидкостью заключается в том, что орошающая жидкость вводится в запыленный объем (поток) газа в распыленном или дисперсном виде. Распыление орошающей жидкости производится с помощью форсунок под давлением или за счет энергии самого потока газа. Первый способ распыления используется в полых скрубберах (рис. 12), второй - в турбулентных промывателях и скрубберах Вентури (рис. 13).
| Рис. 12. Полый форсуночный скруббер | Рис. 13. Скруббер Вентури1 - каплеуловитель; 2 - диффузор; 3 - горловина; 4 - конфузор; 5 - устройство для подачи воды |
Скрубберы Вентури (сочетание трубы с каплеуловителем центробежного типа) обеспечивают очистку газов от частиц пыли практически любого дисперсного состава. В зависимости от физико-химических свойств улавливаемой пыли, состава и температуры газа выбирают режим работы скруббера Вентури. Скорость газа в горловине может быть 30-200 м/с, а удельное орошение 0,1-6 м3/м3. Эффективность очистки от пыли зависит от гидравлического сопротивления. Скрубберы Вентури эффективно работают при допустимой запыленности очищаемых газов 30 г/м3, предельной температуре очищаемого газа 400 °С, удельном орошении 0,5-2,5 м3/м3 и гидравлическом сопротивлении 6-12 кПа.
Характеристика труб типа ГВПВ (газопромыватель Вентури прямоточный высоконапорный) приведена в табл. 3. Конструкция часто дополняется каплеуловителем циклонного типа (КЦ7), который обеспечивает улавливание капель при содержании жидкости не более 1 м3/м3, температуре не выше 80°С, концентрации капельной влаги после сепарации 70 мг/м3. Гидравлическое сопротивление 350 Па и производительность КЦТ 1700-82500 м3/ч.
Таблица 3. Технические характеристики скруббера Вентури
| Типоразмер | Объем газов на выходе,m'/m | Диаметр горловины, MM | Расход орошаемой жидкости, м3/ч | Давление жидкости перед форсункой,кПа |
| ГВПВ-0,006 | 1700-3500 | 85 | 1,18-3,2 | 180-370 |
| ГВПВ-0,03 | 9320-18900 | 200 | 6,5-13 | 60-250 |
| ГВПВ-0,08 | 23460-47600 | 320 | 16,8-45 | 80-570 |
| ГВПВ-0,140 | 41400-84000 | 420 | 28,8-46 | 130-320 |
Скрубберы Вентури типа СВ-Кк (комплект скруббер-сепаратор, один или два) имеют следующие характеристики:
| Объем очищаемых газов, м3/ч Расход орошаемой жидкости, м3/ч Температура очищаемых газов, °С Концентрация взвешенных частиц, мг/м3 Удельное орошение, м3/м3 Гидравлическое сопротивление, кПа | 50000-500000 65-400 до 120 до 10000 0,5-3,5 4-12 |
Созданы скрубберы центробежные, вертикальные, батарейные СЦВБ-20, обеспечивающие производительность по газу 9000-20000 м3/ч при температуре не выше 60 °С, запыленности не более 10 г/м3 и гидравлическом сопротивлении скрубберов 1,7 кПа.
Мокрую очистку газов с частицами 2-3 мкм можно проводить в скрубберах центробежного типа СЦВП, в которых жидкость дробится непосредственно запыленным газом. Шлам, оседающий в нижней части скруббера, выводится эрлифтом в контейнер, а осветленная жидкость вновь возвращается в скруббер. Производительность таких аппаратов 5000-20000 м /ч, допустимая запыленность 2 г/м3, температура газов 80 "С, гидравлическое сопротивление 2,4 кПа, расход воды на очистку 0,05 м3/м3.
Разработаны скрубберы ударно-инерционного типа с пылеуловителями вентиляционными мокрыми. Производительность таких скрубберов 3000-40000 м3/ч. Запыленность газов 10 г/м , гидравлическое сопротивление аппарата 0,8-2 кПа, расход воды 10-40 г на 1 м3 очищаемого воздуха.
Для химической очистки газов от соединений фтора с содержанием до 1 г/м3 можно рекомендовать скрубберы с шаровой подвижной насадкой и полые. Очистку производят растворами гидроксида или карбоната натрия.
Эффективность очистки газов от пыли зависит от дисперсности, плотности, склонности к слипанию, сыпучести, абразивности, смачиваемости, гигроскопичности, растворимости и др. Однако основным параметром при выборе пылеуловителя является размер частиц. Необходимо знать дисперсный состав пыли, задаваемый в виде таблиц или интегральных кривых. Гранулометрический состав большинства видов пыли подчиняется нормально логарифмическому закону распределения частиц по размерам. Степень очистки газов определяют по формуле:
где х -диаметр частиц пыли,мкм;dso - диаметр частиц пыли, улавливаемых в аппарате на 50%; lg sr -стандартное отклонение в функции распределения частиц по размерам; lg sт - стандартное отклонение в функции распределения фракционных коэффициентов очистки.
Интеграл Ф(х) табулирован. В.Н. Ужовым и др. составлена таблица для определения значений Ф(х), соответствующих разным значениям х [10].
С достаточной точностью дисперсию (геометрическое стандартное отклонение) можно рассчитать по формуле:
гдеd16, d64 - диаметры частиц с содержанием фракций меньше 16 и 84%.
Для нахождения значений lg sh необходимо иметь опытные данные по очистке в пылеуловителях определенной конструкции двух видов различной пыли
Рис. 14. Номограмма для определения эффективности улавливания пыли в аппаратах мокрой очистки газов
По номограмме (рис. 14) определяют эффективность улавливания пыли в аппаратах мокрой очистки.
Номограмма построена для значений dm и d50 пыли стандартной плотности rг = 1000 кг/м3. Пересчет значений dm и d50 от реальной плотности rг к стандартной производят по формуле:
Установлена зависимость степени пылегазоочистки от энергозатрат [10]:
где Кг- удельная энергия соприкосновения, кДж/1000 м3 газов; b и к -константы, определяемые из дисперсного состава пыли, позволяет рассчитать эффективность улавливания пыли. Вероятностно-энергетический метод расчета мокрых пылеуловителей основан на обобщенной зависимости: