Пылеулавливающие аппараты с промывкой газа жидкостью
Взависимости от способа диспергирования жидкости пылеулавливающие аппараты этого типа делят на три группы:
а) форсуночные скрубберы, где диспергирование жидкости осуществляется с помощью форсунок за счет энергии орошающей жидкости;
б) скрубберы Вентури, в которых дробление жидкости происходит за счет энергии турбулентного потока;
в) динамические газопромыватели, где разбрызгивание жидкости происходит за счет механической энергии вращающегося ротора.
Вфорсуночных скрубберах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером более10-15мкм. Частицы размером менее 5 мкм практически не улавливаются. Скрубберы получили широкое распространение в металлургии, преимущественно для охлаждения и увлажнения газа, необходимых для последующей тонкой очистки газа.
Вверхней части скруббера (рисунок 6) размещено несколько поясов орошения с большим числом форсунок, создающих равномерный поток мелко диспергированных капель, движущихся под действием силы тяжести вниз.
1-клапанс контргрузом;2-смывнойпатрубок;3-сливнойканал;4-гидрозатвор;5-люк;6-регулирующиезадвижки;7-подводводы к зонам орошения;8-свеча;9-12-зоныорошения;13-промывочныезадвижки
Рисунок 6 - Общий вид форсуночного скруббера для охлаждения и увлажнения доменного газа
Нижняя часть скруббера, оканчивающаяся конусом, заполнена водой, уровень которой поддерживается постоянным. Подводимый запыленный газ направляют на зеркало воды для осаждения наиболее крупных частиц пыли, после чего, распределяясь по всему сечению скруббера, газ движется вверх навстречу потоку капель воды. В процессе промывки капли жидкости захватывают частицы пыли и коагулируют. Образовавшийся шлам собирается в нижней части скруббера, откуда непрерывно удаляется промывочной водой.
Газ, проходящий через скруббер, охлаждается до 40-50°С и увлажняется обычно до состояния насыщения параллельно с очисткой. Скорость газа в скруббере принимают равной0,8-1,5м/с. При больших скоростях начинается капельный унос влаги, что способствует образованию отложений на выходном патрубке скруббера и в газопроводах.
Работа скрубберов Вентури основана на дроблении воды турбулентным газовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляции и осаждении в каплеуловителе инерционного типа.
1-конфузор;2-горловина;3-диффузор;4-подачаводы;5-каплеуловитель;а - общий вид; б - нормализованная труба Вентури
Рисунок 7- Скруббер Вентури
Простейший скруббер Вентури (рисунок 7, а) включает трубу Вентури (рисунок 7, б) и прямоточный циклон. Труба Вентури состоит из служащего для увеличения скорости газа конфузора, в котором размещают оросительное устройство, горловины, где происходит осаждение частиц пыли на каплях воды, и диффузора, в котором протекают процессы коагуляции, а также за счет снижения скорости восстанавливается часть давления,
затраченного на создание высокой скорости газа в горловине. В каплеуловителе тангенциального ввода газа создается вращение газового потока, вследствие чего смоченные и укрупненные частицы пыли отбрасываются на стенки и непрерывно удаляются из каплеуловителя в виде шлама.
Скрубберы Вентури могут работать с высокой эффективностью (96÷98% на пылях со средним размером частиц 1-2мкм) и улавливать высокодисперсные частицы пыли (вплоть до субмикронных размеров) в широком диапазоне ее начальной концентрации в газе: 0,05100 г/м3. При работе в режиме тонкой очистки скорость газов в горловине должна поддерживаться в пределах100-150м/с, а удельный расход воды - в пределах0,5-1,2дм3/м3. Это обусловливает необходимость большого перепада давления (Δр=10÷20 кПа) и, следовательно, значительных затрат энергии на очистку газа.
В ряде случаев, когда труба Вентури работает только как коагулятор перед последующей тонкой очисткой (например, в электрофильтрах) или для улавливания крупной пыли размером частиц более 5-10мкм, скорости в горловине могут быть снижены до50-100м/с, что значительно сокращает энергозатраты.
Отличительной особенностью динамических газопромывателей является применение для диспергирования жидкости механической энергии. Наиболее типичными представителями этой группы пылеуловителей являются дезинтеграторы, вентиляторы, мокрые пылеуловители (ВМП), вентиляторные скрубберы и др.
Вследствие значительного расхода энергии, а также относительной сложности эксплуатации и ремонта динамические газопромыватели в отечественной практике практически не применяются.