Глава 5. Сухие механические пылеуловители
К аппаратам сухой инерционной очистки газовотносятся: пылеосадительные камеры и некоторые из простейших по конструкции пыле- и золоуловителей инерционного действия, жалюзийныеаппараты, циклоны в одиночном и групповом исполнении, прямоточные циклоны, батарейные циклоны, ротационные пылеуловители, дымососы-пылеуловители.
Основным достоинством большинства из этих аппаратов является простота конструкции, определяющая возможность их изготовления на неспециализированных предприятиях. Однако эффективность очистки газов, достигаемая в перечисленных аппаратах, часто оказывается недостаточной. Поэтому многие из аппаратов применяются главным образом в качестве первой ступени очистки газов перед более эффективными пылуловителями.
5.1. Пылеосадительная камера
В пылеосадительных камерах (рис. 5.1) используется гравитационное осаждение частиц из потока газов.
Рис. 5.1. Пылеосадительная камера
Гравитационное осаждение частиц пыли в пылеосадительных камерах происходит из горизонтально направленного газового потока. В этом случае скорость осаждения частиц можно оценить по формуле (4.9):
.
Это выражение справедливо для равномерного движения частиц. На практике, как правило, это движение неравномерное, поэтому необходимо некоторое время, равное τр (так называемое время релаксации), когда скорость осаждения частиц достигнет постоянной величины vs.
Таким образом, для достижения приемлемой эффективности очистки газов необходимо, чтобы частицы находились в пылеосадительной камере возможно более продолжительное время: tосажд >> τр. Поэтому пылеосадительные камеры, рассчитанные на осаждение даже относительно крупных частиц, являются громоздкими сооружениями. Материалом для постройки камер могут служить кирпич или сборный железобетон, реже – сталь и дерево (для «холодных» газов).
5.2. Инерционные пылеуловители
Как уже отмечалось выше, при резком повороте запыленного газового потока частицы пыли под воздействием сил инерции будут стремиться двигаться в прежнем направлении и при известных условиях могут быть выделены из этого потока. На использовании данного явления основан ряд конструкций пылеуловителей, таких, как «пылевые мешки», камера с перегородкой, пылеуловители с поворотом газового потока и др.
Рис.
5.2. Инерционные пылеуловители: а
– камера с перегородкой; б
– камера с плавным поворотом газового
потока; в
– камера с расширяющимся конусом;
г
– камера с заглубленным бункером
Механизм инерционного пылеулавливания заключается в том, что при резком изменении направления движения газового потока частицыпыли под воздействием инерционной силы будут стремиться двигаться в прежнем направлении и в дальнейшем могут быть выделены из этого потока. По этому принципу работает целый ряд пылеуловителей, некоторые из них показаны нарисунке 5.2.
Камера с перегородкой (рис. 5.2а) по эффективности не намного отличается от обычной осадительной горизонтальной камеры, но имеет более высокоегидравлическое сопротивление. Плавный поворот в камере, показанной нарисунке 5.2б, позволяет снизить гидравлическое сопротивление.
На рисунке 5.2впоказан осадитель, в котором запыленный газовый поток направляется сначала вниз по расширяющемуся конусу, а затем поворачивает на 1800 и выводится сверху. Расширяющийся конус позволяет постепенно снизить скорость газового потока и препятствует вторичному уносу частиц.
Например, в пылеуловителях, устанавливаемых непосредственно за доменными печами на заводах черной металлургии, скорость газов в цилиндре мешка принимают равной ~l,0 м/с, а во входной цилиндрической трубе – около 10 м/с. При этом для относительно крупной пыли (более 25–30 мкм) достигается степень улавливания порядка 65–85 %. Гидравлическое сопротивление мешков составляет 150–390 н/м2 (15–40 мм вод. ст.).
Пылеуловитель с заглубленным бункером представлен на рисунке 5.2г. Решающее влияние на вторичный унос пыли из подобного пылеуловителя оказывает глубина цилиндрической части камеры, где гасятся турбулентные потокигаза.