Пылеуловители с осаждением пыли на пленку жидкости

Для успешной работы аппаратов этого типа необходимо, во-первых, образование непрерывно обновляющейся пленки или слоя жидкости, улавливающих частицы пыли и отводящих их с с рабочей поверхности, и, во-вторых, подвод частиц пыли к этой пленке или слою жидкости. В зависимости от того, как решаются эти вопросы, пылеулавливающие аппараты делят на несколько типов.

В аппаратах центробежного типа частицы пыли отбрасываются на стенку центробежными силами, возникающими при враще­нии газового потока в аппарате за счет тангенциального под­вода газа. Непрерывно стекающая вниз пленка на стенке ап­парата создается за счет подачи воды специальными соплами, расположенными в верхней части аппарата (рис. 8).

1-оросительные сопла; 2-корпус; 3-входной патрубок;

4-смывные сопла; 5-выходной патрубок; 6-оросительный

коллектор; 7-гидрозатвор

Рисунок 8 - Схема центробежного скруббера

Ап­парат представляет собой вертикально стоящий стальной цилиндр с толщиной стенки 5—6 мм, имеющий коническое днище и тангенциально рас­положенный входной патрубок. Во избежание быстрого износа вследствие коррозии и абразив­ного действия пыли скруббер внутри футеруется керамической плиткой. Вода подводится внутрь через установленные на расстоянии 600 мм друг от друга сопла, над которыми размещен брызгоулавливающий козырек. Струя воды, выходящая из сопла, направлена тангенциально к стенке в сторону вращения потока газа во избежание интенсивного уноса брызг. Образующаяся на стенке сплошная водяная пленка по спирали, на­правление которой совпадает с направлением вра­щения газового потока, непрерывно стекает вниз.

Частицы пыли, отбрасываемые на пленку под действием центробежных сил, захватываются ею и в виде шлама выводятся из скруббера через приемный бункер и гидравлический затвор.

Расход воды при работе центробежного скруббера определяется требованием создания на внутренней поверхности аппарата сплошной водя­ной пленки толщиной не менее 0,3 мм. Такая толщина пленки предотвращает ее разрыв и обра­зование отложений на стенках аппарата.

При прохождении через центробежный скруб­бер газы вследствие процесса теплообмена с водой охлаждаются. Температуру газов на выходе из скруббера можно найти по следую­щему приближенному уравнению:

В центробежных скрубберах одновременно с охлаждением газов про­исходит адсорбция из них SO₂. Степень улавливания SO₂ водой обычно со­ставляет 40—50 %.

Вследствие низкой степени очистки центробежные скрубберы типа ЦС-ВТЦ как пылеулавливающие аппараты в настоящее время не применяются, однако они широко используются в качестве каплеуловителей в скрубберах Вентури. В этом случае вода на орошение не подается.

Ударно-инерционный пылеуловитель (рис, 9, а). При резком повороте на 180° газового потока, направленного с большой скоростью (20—30 м/с) на поверхность жидкости, взвешенные в газе частицы за счет сил инерции ударяются об эту поверх­ность и улавливаются ею. Образующийся шлам отводится не­прерывно или периодически через гидрозатвор, а очищенные газы уходят через выпускной газопровод. Такой простейший пылеуловитель ударно-инерционного действия способен улавли­вать лишь крупные частицы (d_ч>20 mkm) хорошо смачиваю­щейся пыли.

1-резервуар с жидкостью; 2-шламоотвод; 3-слив; 4-рассекающий конус;

5-входной патрубок; 6-брызгоуловитель; 7-ввод жидкости

Рисунок 9 - Аппараты ударно-инерционного действия:

а-ударно-инерционный пылеуловитель; б-скруббер Дойля.

Скруббер Дойля (рис. 9, б). Через кольцевую щель, обра­зованную входным патрубком и вдвинутым в него конусом, за­пыленный газ со скоростью 30—50 м/с ударяется о поверхность жидкости, находящейся на 2—3 мм ниже кромки трубы. За счет инерционных сил и образующейся вокруг щели завесы из капель жидкости частицы пыли улавливаются водой; шлам, со­бирающийся на дне пылеуловителя, периодически удаляется из него.

Очищенный газ выводится из аппарата, предварительно пройдя брызгоуловители, т. е. перегородки, расположенные по ходу газа. Уровень воды в аппарате поддерживается постоян­ным с помощью гидрозатвора. Удельный расход воды в скруб­берах Дойля составляет - 0,15 кг/м³. Гидравлическое сопро­тивление аппарата около 1,5 кПа. В скруббере Дойля с высо­кой эффективностью улавливаются частицы размером более 10-15 мкм.

Простейший пенный пылеуловитель представляет собой ап­парат, перегороженный горизонтальной тарелкой с равномерно распределенными мелкими отверстиями. Запыленный газ по­дается под тарелку и отсасывается из верхней части аппарата; пылезадерживающая жидкость подается на тарелку сверху. От­работавшую жидкость можно отводить двумя способами: полным провалом ее через тарелку в бункер (рис. 10, а) или ча­стичным переливом через порог, установленный в конце ре­шетки с краю (рис. 10, б). Обычно применяют тарельчатые ап­параты, работающие в провальном режиме.

1-корпус; 2-ороситель; 3-тарелка; 4-порог; 5-сливной отсек

Рисунок 10 - Тарельчатые аппараты: а-с провальными тарелками; б-с переливом

Аппарат с провальными тарелками. При малых скоростях газа наблюдается барботажный режим, при котором газ дви­жется отдельными пузырями через слой жидкости. При скоро­сти газа в аппарате 1—1,2 м/с барботажный режим сменяется пенным, при котором жидкость, находящаяся на тарелке, пере­ходит в состояние турбулизированной пены. С момента возник­новения пены резко увеличивается межфазная поверхность и снижаются диффузионные и термические сопротивления. Меж­фазная поверхность вследствие проникновения вихрей каждой из фаз через границу их раздела непрерывно разрушается и снова восстанавливается, т.е. постоянно обновляется, что способствует отводу уловленной пыли, которая непрерывно осаждается на образующейся пленке жидкости. Образующийся шлам удаляется с жидкостью, протекающей через тарелки в бункер аппарата.

Важным свойством пенного режима является его автомодельность. Высота слоя пены и гидравлическое сопротивление аппарата практически не зависят от его размеров.

Аппарат с переливными решетками. Отличительной чертой переливных решеток является устройство для слива отработавшей жидкости в сливную коробку. Для фиксирования определенной толщины слоя жидкости решетку снабжают переливным порогом.

Применение переливных решеток позволяет в 2-3 раза сократить расход воды на очистку, составляющей 0,2-0,3 дм³/м³. Однако из-за возможности образования отложений пенные аппараты с переливными решетками не применяют в качестве пылеуловителей.

Корпус пенного аппарата может быть прямоугольным и цилиндрическим. В первом случае легче обеспечить равномерное распределение жидкости, во втором – равномерное распределение газа. Размеры пенного аппарата определяются возможностью равномерного распределения газа, и диаметр его не должен превышать 2,0 –2,5 м.

Иногда пенные аппараты выполняют многополочными. Иногда на полках размещают насадку из колец Рашига или шаров из полиэтилена или стекла. Однако это не дает значительного повышения эффективности пылеулавливания.