Мокрые пылеуловители

В мокрых пылеуловителях очистка газов (воздуха) от пыли происходит в основном в результате контакта запыленного потока с раздробленной жидкостью (капельное улавливание) и с пленкой жидкости (пленочное улавливание). Происходит также осаждение пыли, действуют электрические силы.

Сравнение мокрой очистки с сухой показывает, что мокрая очистка имеет меньшую стоимость (без шламового хозяйства) и, как правило, является более эффективной, чем сухая. Большинство мокрых пылеуловителей может применяться для улавливания самых мелких частиц, даже менее 1 мкм.

Мокрые пылеуловители по эффективности и другим показателям не уступают рукавным фильтрам и электрофильтрам, а по ряду показателей их превосходят (возможность очистки газов с высокой температурой и повышенной влажностью, безопасность при улавливании пожаро- и взрывоопасных пылей).

Вместе с тем мокрое пылеулавливание не лишено недостатков, и область его применения в ряде случаев ограничена.

Для работы мокрых пылеуловителей необходимо располагать водными ресурсами, в ряде случаев значительными. Приходится устраивать отстойники, необходимо удалять шлам и т.д.

Мокрое пылеулавливание применимо не для всех пылей. Некоторые пыли при контакте с водой теряются свои свойства и не могут быть использованы для полезных целей, или загнивают.

Основными видами мокрых пылеуловителей являются:

- полые промыватели (полые скрубберы и др.);

- насадочные скрубберы;

- барботажные и пенные аппараты;

- аппараты ударно-инерционного действия (ротоклоны);

- аппараты центробежного действия;

- скоростные аппараты (СПУ Вентури).

Скрубберы – мокрые пылеуловители с корпусом в виде вертикальной колонны, полые или с насадкой. Через скруббер проходит запыленный поток, и в аппарат вводится жидкость. В полом скруббере (рис. 2.24) скорость пылегазового потока находится обычно в пределах 0,8-1,2 м/с. Большая скорость может вызвать унос капель. В результате контакта пылевых частиц с падающими каплями пыль осаждается на каплях. Для распыления воды применяют форсунки различных типов, например, эвольвентные, ВТИ (рис. 2.25). Диаметр зоны орошения одной форсунки принимают в пределах 500 мм. Их этих условий определяют число форсунок, устанавливаемых в скрубберах.

Рис. 2.24.

Схема полого скруббера. 1 – входной патрубок; 2 – газораспределительная решетка; 3 – форсунки; 4 – каплеуловитель; 5 – выходной патрубок; 6 - бункер

Эффективность очистки в скрубберах зависит от дисперсности пыли, размера капель, скорости пылегазового потока. В полом скруббере удельный расход жидкости находится в пределах 2-2,5 л/м².

Полые скрубберы используют для очистки газов в металлургическом, литейном производстве, например, для очистки газов от вагранок.

Рис. 2. 25.

Схемы форсунок: а – эвольвентная форсунка; б – форсунка ВТИ

В тех случаях, когда очистка газа сопровождается его охлаждением, улавливаемая пыль растворяется в воде, применяют насадочные скрубберы (рис. 2.26, а), которые отличаются от полых тем, что внутри корпуса находится насадка из различных материалов (кокса, кварца), керамических или фарфоровых колец различных диаметров (рис. 2.26, б), деревянных реек и т.д. Благодаря наличию насадки увеличивается поверхность контакта очищаемого газа с жидкостью. Скруббер с насадкой может быть отнесен к аппаратам пленочного типа, поскольку очистка осуществляется в основном при контакте запыленного потока с пленкой на поверхности насадки.

Насадка характеризуется удельной поверхностью a, м²/м³, и свободным объемом, т. е. объемом пустот , м³/м².

Гидравлическое сопротивление сухих насадок определяется по выражению

, Па (2.4)

где	Н	-	высота слоя насадки, м;
		-	скорость газа в свободном сечении аппарата, м/с;
		-	эквивалентный диаметр насадка, м;
		-	плотность газа, м^3/ч;
		-	коэффициент сопротивления насадка.

Необходимо равномерно орошать насадку скруббера, т.к. в противном случае пыль будет налипать на элементы насадки, что приведет к повышению гидравлического сопротивления аппарата и снижению его производительности. Очистка насадка скруббера от осевшей пыли весьма трудоемка. Налипание пыли уменьшается или устраняется благодаря интенсивному орошению насадки. На 1 м² насадки подают 5-20 м³/ч воды.

В скрубберах с насадкой улавливается около 70% частиц размером 2-5 мкм, более 5 мкм – 90%.

Сейчас также применяют скрубберы с насадкой из полых шаров из полиэтилена, полистирола, стекла. Шары под действием газового потока постоянно колеблются. Возникающая пульсация скоростей газового потока, изменение расстояния между частицами приводит к интенсивному осаждению частиц пыли. В скруббере такого типа (рис. 2.27) эффективность улавливания достигает 99% для частиц более 2 мкм. Недостаток скруббера – забивание насадки плохо растворимой пылью.

 

 

Рис. 2.26.

Схема насадочного скруббера: а – насадочный скруббер: 1 – корпус скруббера; 2 – входной патрубок; 3 – насадка; 4 – решетка для насадки; 5 – трубопровод для подачи жидкости; 6 – выходной патрубок; 7 – направляющий конус для жидкости; 8 – штуцер для вывода шлама; б – типы насадок: 1 – кольца Рашига; 2 – кольца с перегородкой; 3 – кольца с крестообразной перегородкой; 4 – кольца Палля; седла Инталокс

Рис. 2.27.	Схема скруббера с насадкой из полых шаров. 1 – опорная тарелка; 2 – шаровая насадка; 3 – отражательная тарелка; 4 – ороситель; 5 - брызгоуловитель

Более надежны в эксплуатации центробежные скрубберы и близкие к ним по конструкции циклоны с водяной пленкой.

Циклон с водяной пленкой (ЦВП). Эффект действия аппарата по сравнению с обычным циклоном усиливается тем, что пыль, отбрасываемая под действием центробежных сил к стенкам циклона, в значительной мере поглощается водяной пленкой и превращается в шлам. В результате предотвращается вторичный унос пыли, выделившейся из потока.

В циклонах с водяной пленкой опасность возгорания и взрыва пыли практически устраняется.

Рис. 2.28.	Циклон с водяной пленкой ЦВП. 1 – корпус; 2 – выходной патрубок; 3 – улитка; 4 – коллектор; 5 – конусный патрубок (гидрозатвор); 6 – входной патрубок

ЦВП (рис.2.28) состоит из цилиндрического корпуса с коническим днищем и воздухоотводящим патрубком и воздухоподводящей улитки. Запыленный воздух подводится по касательной к корпусу со скоростью около 20 м/с. Поверхность стенок аппарата орошается водой с помощью сопел, равномерно расположенных в верхней части циклона. Сопла находятся также во входном патрубке и предназначены для смыва отложений пыли. Давление воды перед соплами 2-2,5 Па удельный расход воды – 0,1-0,3 л/м³.

Циклон ЦВП можно использовать для очистки вентиляционных выбросов от любых видов нецементирующейся пыли, в том числе известняка. Общая эффективность ЦВП – до 90%, фракционная эффективность улавливания частиц размером 5-10 мкм – до 90-95%.

Циклон-промыватель СИОТ. Рекомендован для улавливания смачиваемой пыли, кроме волокнистой и цементирующейся, при ее начальной концентрации до 5 г/м³ (рис. 2.29).

Запыленный поток поступает в нижнюю часть аппарата со скоростью 15-20 м/с. Вода подводится во входной патрубок с помощью перфорированной трубы. Вода увлекается воздухом, входящим в аппарат, и под действием центробежных сил отбрасывается на стенки циклона, образуя там пленку. В циклоне-промывателе СИОТ. Кроме действия центробежных сил, большое влияние на процесс очистки оказывает промывка воздуха водой. Хороший контакт очищаемого воздуха с водой создается благодаря турбулизации и распылению воды в нижней части аппарата под действием воздушного потока.

Циклоны-промыватели СИОТ при прочих равных условиях имеют габаритные размеры в 2,5-3 раза меньше, чем габаритные размеры скруббера, эффективность тех и других аппаратов примерно одинакова.

Дата добавления: 2015-07-11