Скоростные скрубберы Вентури.

Высокой эффективностью обладают капельные промыватели, в которых орошение очищаемого воздуха производится в канале, по конфигурации похожего на расходомерную трубу Вентури.

нормализованная труба Вентури состоит из сужения – конфузора, горловины и расширения – диффузора. Она имеет следующие соотношения размеров ее элементов:

длина конфузора L_к = (d₁ - d₂)/2tg(α₁/2),

где d₁ - диаметр входного сечения, м;

α₁ - угол сужения, равный 25…28^о;

длина горловины L_г = 0,15d₂,

где d₂ - диаметр горловины, м;

длина диффузора L_д = (d₂ – d₁)/2tg(α₂/2),

где d₁ - диаметр выходного сечения, м;

α₂ - угол раскрытия, равный 6…7^о.

Рис. 1.18. Скруббер (труба) Вентури:

а - установка трубы Вентури; б - нормализованная труба Вентури;

1 - труба-распылитель; 2 - форсунка; 3 - циклон-каплеуловитель

Находят применение также трубы Вентури с размерами, отличными от оптимальных. Например, при компановке батарейных скрубберов Вентури используются трубы Вентури с углом сужения конфузора 63^о и с укороченным диффузором; в ряде установок применяют трубы Вентури с удлиненными горловинами

L_г = (3…5)d_э,

где d_э – эквивалентный диаметр горловины, м.

Разработкой пылеуловителей Вентури занимались многие организации. Это и породило различные названия одного и того же аппарата: скруббер Вентури, труба Вентури, турбулентный газопромыватель, труба-коагулятор, коагуляционный мокрый пылеуловитель и др.

Принцип действия скрубберов Вентури основан на столкновении частиц пыли с диспергированной жидкой фазой вследствие разности их скоростей и под влиянием интенсивной трубулентности газового потока.

Для улавливания пыли токсичных и дурнопахнущих газов разработаны коагуляционные мокрые пылеуловители типа КМП (рис. 1.19) и коагуляционные центробежные мокрые пылеуловители типа КЦМП (рис. 1.20). Особенностью аппаратов является наличие водяной камеры, обеспечивающей подачу воды в виде водяной пленки, равномерно стекающей по всей поверхности конфузора. Наличие водяной пленки предотвращает отложение шлама, позволяет использовать аппарат для улавливания пыли, содержащей цементирующиеся и быстрослипающиеся вещества, и в то же время обеспечивает эффективное диспергирование орошаемой жидкости потоком газа. В нижней части аппарат имеет закручивающиеся лопасти, сообщающие потоку вращательное движение с минимальными аэродинамическими потерями. Изготовляется 15 типоразмеров аппаратов типа КЦМП с пропускной способностью 4000…230000 м³/ч. Удельный расход воды на орошение 0,2-0,6 л/м³, потеря давления в аппарате 600…3500 Па, степень очистки 95…99%.

Скруббер Вентури, разработанный институтом Ленпромстройпроект и получивший название коагуляционный мокрый пылеуловитель (КМП), представлен на рис..

Рис. 1.19. Коагуляционный мокрый пылеуловитель типа КМП:

1 - труба Вентури; 2, 3 - штуцеры для подвода воды соответственно

в трубу Вентури и каплеуловитель; 4 - циклон-каплеуловитель;

5 - гидрозатвор для отвода шлама

Труба-коагулятор состоит из воздухопроводящего патрубка, конфузора, горловины, диффузора и водоподающих устройств. Основная подача воды производится через сопло с отбойников, установленное по оси трубы в зоне конфузора. Одновременно для устранения возможности налипания пыли на границе сухой и мокрой поверхностей конфузора осуществляется дополнительная подача воды в виде пленки, равномерно стекающей из водяной камеры. Каплеуловитель представляет собой циклон типа ЦВП. В нижней части его корпуса находится гидрозатвор со штуцером подвода воды для взмучивания осевшего шлама. В верхней части каплеуловителя также имеются водяные сопла для периодической промывки внутренних стенок.

Определяющим размером в конструкции КМП является диаметр горловины трубы коагулятора, находящийся в пределах от 250 до 1000 мм. При гидравлических потерях от 12 до 35 гПа, удельном расходе воды от 0,2 до 0,6 л/гл³ и указанном диаметре горловины расход воздуха составляет от 7 до 230 тыс. м³/ч при скорости в горловине 40…70 м/с. Запыленность воздуха, гюступакллего в КМП, не должна превышать 30 г/м³, а содержание твердых примесей в отработавшей воде при ее рециркуляции - 0,5 г/л.

В настоящее время широко используются аппараты с трубой-коагулятором, расположенной внутри центробежного каплеуловителя по его оси, что делает их более компактными по сравненю с отдельной установкой. Конструкция также разработана Ленпромстройпроектом и получила название КЦМП.

Рис. 1.20. Коагуляционный центробежный

мокрый пылеуловитель типа КЦМП:

1 - корпус; 2 - кольцевой водяной коллектор; 3 - улитка; 4 - водяная камера;

5 - впускной патрубок; б - форсунка; 7 - коллектор водяной камеры;

8 - трубка-коагулятор; 9 - закручивающие лопасти; 10 – гидрозатвор

Как и в предыдущей конструкции, запыленный воздух поступает через патрубок в конфузор, затем в горловину и диффузор. Смачивание потока происходят аналогично КМП. При входе в кглллеуловителъ воздушный поток приобретает вращательное движение в закручивателе. Капли воды с содержащейся в них пылью под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам корпуса и стекают по ним в поддон, откуда удаляются через сливной патрубок, снабженный затвором. Гидравлическое сопротивление КЦМП по сравнению с КМП на 20 % меньше при приблизительно равной эффективности очистки. Чертежи пылеуловителя КЦМП имеются в институте Ленпромстройпроект.

При работе различных технологических агрегатов предприятий объем отходящих газов может существенно меняться. Известно, что для скрубберов Вентури уменьшение скорости газа в горловине приводит к ухудшению степени очистки, а при ее увеличении резко повышается гидравлическое сопротивление, следовательно, отклонение от проектного расхода газа при эксплуатации не допустимо.

В целях использования мокрых коагуляторов при переменном режиме расхода газа разработан и получил промышленную апробацию скруббер Вентури с регулируемым сечением кольцевой горловины.

Институтами НИИОГАЗ и Гипрогазоочистка разработаны 10 типоразмеров скрубберов Вентури с кольцевыми горловинами производительностью от 2 до 500 тыс. м³/ч, обеспечивающих возможность варьировать гидравлическое сопротивление от 40 до 120 гПа за счет регулирования скорости газа. Изменение скорости газа в горловине трубы осуществляется за счет расположения в ее центре регулируемого снаружи по высоте установки конического (эллиптического) обтекателя. Сечение горловины будет максимальным, когда вершина обтекателя совпадет с ее нижней кромкой.

Рассмотрим технические характеристики кольцевых регулируемых скрубберов Вентури. Первые четыре номера, рассчитанные на расход газа от 2 до 50 тыс. м³/ч, регулируются с помощью конического обтекателя. Скрубберы с кольцевой горловиной последующих номеров имеют эллиптический обтекатель, позволяющий изменять скорость в горловине от 85 до 145 м/с; они компонуются из трубы Вентури с отдельно стоящим каплеуловителем, при этом последние три номера имеют сдвоенные каплеуловители. При необходимости данные скрубберы могут быть оснащены системой автоматической регулировки.

В настоящее время для удаления пыли, фтористых соединений и других газообразных компонентов из промышленных выбросов все более широкое применение получают скрубберы Вентури с регулируемым сечением горловины, схема которых показана на рис. 1.21.

На базе нормализованной трубы Вентури НИИГАЗом разработан типоразмерный ряд высоконапорных труб Вентури типа ГВПВ. Трубы типа ГВПВ предназначены для очистки газон с температурой до 400 °С и начальной концентрацией пыли до 30 г/м³. Удельное орошение может изменяться в пределах от 0,5 до 2,5 л/м³, а со держание взвеси в оборотной воде, подаваемой на орошение, не должно превышать 500 мг/л, Следует отметить, чтс эксплуатация скоростных газопромывателей целесообразна в том случае, если в отходящих газах кроме газообразных составляющих содержится мелкодисперсная пыль (со средним размером частиц 0,6…1,5 мкм). Применение скрубберов Вентури для очистки газов, содержащих только газообразные соединения, экономически нецелесообразно.

Рис. 1.21. Скруббер Вентури с регулируемым сечением горловины:

1 – форсунка; 2 - конфузор; 3 - горловина; 4 - регулирующий конус; 5 - диффузор;

6 - направляющий шток; 7 - завихритель; 8 - корпус каплеуловителя

Дата добавления: 2015-08-17