6.2 Пылеулавливающие аппараты с промывкой газа жидкостью

В зависимости 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.

В форсуночных скрубберах достаточно эффективно улавли­ваются частицы пыли размером >10—15 мкм. Частицы разме­ром <5 мкм практически не улавливаются. Скрубберы полу­чили широкое распространение в металлургии, преимущест­венно для охлаждения и увлажнения газа, необходимых для последующей тонкой очистки газа.

В верхней части скруббера (рис. 6) разме­щено несколько поясов орошения с большим числом форсунок, со­здающих равномерный поток мелко диспергированных капель, движу­щихся под действием силы тяжести вниз. 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.

Параллельно с очисткой газ, проходящий через скруббер, охлаж­дается чаще всего до 40—50 °С и увлажняется обычно до состояния насыщения. Скорость газа в скруб­бере принимают равной 0,8— 1,5 м/с. При больших скоростях на­чинается капельный унос влаги, что способствует образованию отложе­ний на выходном патрубке скруб­бера и в газопроводах.

1-клапан с контргрузом; 2-смывной патрубок; 3-сливной канал; 4-гидрозатвор;

5-люк; 6-регулирующие задвижки; 7-подвод воды к зонам орошения; 8-свеча;

9-12-зоны орошения; 13-промывочные задвижки

Рисунок 6 - Общий вид форсуночного скруббера для охлаждения и увлажнения доменного газа

Работа скрубберов Вентури основана на дроблении воды тур­булентным газовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляции и осаждении в каплеуловителе инерционного типа.

Простейший скруббер Вентури (рис. 7, а) включает трубу Вентури (рис. 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.

1-конфузор; 2-горловина; 3-диффузор; 4-подача воды; 5-каплеуловитель

Рисунок 7- Скруббер Вентури: а-общий вид; б-нормализованная труба Вентури.

Скрубберы Вентури могут работать с высокой эффектив­ностью: ŋ = 96÷98% на пылях со средним размером частиц 1—2 мкм и улавливать высокодисперсные частицы пыли (вплоть до субмикронных размеров) в широком диапазоне на­чальной концентрации ее в газе — от 0,05 до 100 г/м³. При ра­боте в режиме тонкой очистки от высокодисперсных пылей ско­рость газов в горловине должна поддерживаться в пределах 100—150 м/с, а удельный расход воды — в пределах 0,5— 1,2 дм³/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- 10 мкм, скорости в горловине могут быть снижены до 50- 100 м/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.