Определить основные размеры пенного газопромывателя для очистки от пыли

 

Рис.8. батарейный циклон

1 - корпус; 2,3 - решетки; 4-патрубок для  ввода запыленного газа; 5 - элементы; 6 - патрубок для вывода очищенного газа; 7 - конусное днище

Теоретическая скорость осаждения:

w = d² (r1 - r2) wг^2/9 v r2 D

 

где: d - диаметр частицы; r1 - плотность улавливаемых частиц; r2 - плотность газовой среды; wг - окружная скорость газа в циклон; D - диаметр циклона.

Высота цилиндрической части циклона:

 

h = 2Vсек / (D - D1) wг

где: Vcек - объем газа, постуающего в циклон в секунду; D1 - наружный диаметр выхлопной трубы.

 

Очистка газов фильтрованием

 

При очистке фильтрованием газы, содержащие взвешенные твердые частицы, проходят пористые перегородки, пропускающие газ и задерживающие на своей  поверхности твердые частицы.

В зависимости от вида фильтровальной перегородки различают следующие фильтры для газов: а) с гибкими пористыми перегородками из природных, синтетических и минеральных волокон (тканевые материалы), нетканых волокнистых материалов (войлок, картон и др.), пористых листовых материалов (губчатая резина, пенополиуретан и др.), металлоткани;

б) с полужесткими пористыми перегородками (слои из волокон, стружки, сеток);

в) с жесткими пористыми перегородками  из зернистых материалов (пористые керамика, пластмассы, спеченные или спрессованные порошки металлов и др.);

г) с зернистыми слоями из кокса, гравня, кварцевого песка и др.

Выбор пористой перегородки обусловлен рядом факторов, из которых основными являются: химические свойства фильтруемого газа, его температура, гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки и размеры взвешенных в газе частиц.

Мокрая очистка газов

 

Для тонкой очистки газов от пыли применяют  мокрую очистку - промывку газов водой  или другой жидкостью. Тесное взаимодействие между жидкостью и запыленным газом осуществляется в мокрых пылеуловителях либо на поверхности жидкой пленки, стекающей по вертикальной или наклонной плоскости (пленочные или насадочные скрубберы), либо на поверхности капель (полые скрубберы, скрубберы Вентури) или пузырьков газа (барботажные пылеуловители).

Мокрая  очистка газов наиболее эффективна тогда, когда допустимы увлажнение и охлаждение очищаемого газа, а отделяемые твердые или жидкие частицы имеют незначительную ценность. Охлаждение газа ниже температуры конденсации находящихся в нем паров жидкости способствует увеличению веса пылинок, играющих при этом роль центров конденсации, и облегчает выделение их из газа. Если улавливаемые частицы находятся в высокодиспергированном состоянии и плохо или совсем не смачиваются водой, то очистка газа в мокрых пылеуловителях малоэффективна. В таких случаях для улучшения смачиваемости частиц и увеличения степени очистки к используемой жидкости добавляют поверхностно - активные вещества.

Для повышения  экономичности мокрой очистки и  извлечения уловленных вредных или  ценных веществ воду либо другую промывную жидкость вместе со шламом направляют из пылеуловлителей в отстойники для осветления и последующего ее использования. Если одновременно с очисткой требуется охлаждение газа, то промывную жидкость предварительно охлаждают в градирнях или холодильниках.

Наиболее  существенным недостатком мокрой очистки  газов является образование большого количества сточных вод (шламов), которые вызывают коррозию аппаратуры и должны подвергаться дальнейшему разделению или очистке.

Мокрую  очистку газов производят в гидравлических пылеуловителях: скрубберах (насадочных, центробежных, струйных) и механических газопромывателях со смоченными поверхностями. Из новых конструкций представляют интерес шаровые пылеуловители, обладающие рядом преимуществ по сравнению с распространенными типами механических газопромывателей со смоченными поверхностями. Аппараты шаровидной формы наименее металлоемки. В таких аппаратах обеспечивается хорошее распределение газа по рабочему сечению и уменьшенные потери давления газа; шаровидная форма позволяет удачно расположить основные рабочие элементы. Газовый поток, содержащий мелкодисперсные твердые частицы, поступает через штуцер 1 в пылеуловитель и под действием отбойного щитка 2 меняет направление движения при одновременном снижении скорости. В результате наиболее крупные твердые частицы, содержащиеся в газовом потоке, опускаются и попадают в масло, которым заполнена нижняя часть пылеуловителя. Частично очищенный таким образом газ равномерно распределяется по свободному сечению аппарата и поступает в проволочный лабиринт вращающегося на валу 3 ситчатого диска 4. Последний вращается электродвигателем 5 через редуктор 6. Сильно развитая и смоченная маслом поверхность диска 4 задерживает все содержащиеся в газе мелкодисперсные твердые частицы. Удаление твердых частиц с поверхности ситчатого диска, а также смачивание ее маслом происходят при вращении диска. Как видно из схемы, часть поверхности диска, проходя через ванну 7, увлекает своей пористой поверхностью масло. Верхняя часть диска орошается маслом из укрепленных по периметру диска ковшей 8, которые при вращении наполняются маслом в ванне 7. Пройдя диск 4, газ поступает в капле-уловитель 9. Равномерное распределение газа по сечению капле-уловителя обеспечивается отрегулированным отбойником 10.

В каплеуловителе из газа удаляются капельная влага  и конденсат, поступившие в пылеуловитель из газопровода, а также капли масла, незначительное количество которых может образовываться при разрыве пузырей масла на выходной стороне диска 4.

Осажденные в каплеуловителе 9 влага, конденсат и масло стекают в ванну 7, а очищенный газ через штуцер 11 выходит из пылеуловителя.

Все твердые  частицы, которые поступают в  процессе очистки газа в полость  ванны 7, попадакп в нижнюю часть  грязевика 14, откуда периодически отводятся через штуцер 13 вместе с грязным маслом. Уровень масла в ванне 7 поддерживается постоянным подводом чистого масла через штуцер 12.

Шаровой пылеуловитель  состоит из сборных и взаимозаменяемых элементов, позволяющих в процессе его эксплуатации регулировать и заменять отдельные элементы.

 

Рис.9. Гидравлический пылеуловитель

 

Секундный объем газа, проходящий через шаровой  пылеуловитель:

 

Vсек = Vсм (tг + 273) / 3600*293 p

 

где: Vст - стандартный объем газа, т.е. объем при tг =20^о С и давлении p =1,03 кгс/см²;

tг - температура в ^оС; p - давление в кгс/см².

Скрубберы Вентури.

Для тонкой очистки газов от высокодисперсной пыли применяют струйные турбулентные газопромыватели - скрубберы Вентури. Скруббер Вентури является наиболее распространенным типом мокрого пылеуловителя, обеспечивающим эффективную очистку газов от частиц пыли практически любого дисперсного состава. Помимо пылеулавливания, скруббер Вентури может осуществляться абсорбционные и тепловые процессы.

Скруббер Вентури применяется  в различных отраслях промышленности: в черной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике и др.

Конструктивно скруббер Вентури представляет собой сочетание орошаемой трубы  Вентури и сепаратора. Труба Вентури  имеет плавное сужение на входе - конфузор и плавное расширение на выходе - диффузор. Пережим сечения трубы Вентури получил название "горловина". Такая конфигурация трубы Вентури, выполненная с оптимальными с аэродинамической точки зрения соотношениями размеров, положена в основу типо-размерного ряда аппаратов ГВПВ.

В качестве сепаратора наиболее часто используют укороченные циклоны - каплеуловители, положенные в основу типоразмерного ряда КЦТ.

Принцип действия скрубберов Вентури  основан на улавливании частиц пыли, абсорбции или охлаждении газов каплями орошающей жидкости, диспергируемой самим газовым потоком в трубе Вентури.

В зависимости от физико-химических свойств улавливаемых пылей, химического состава и температуры газа выбирают режим работы скруббера Вентури. Обычно скорость газа в горловине трубы скруббера - 30-200 м/с, а удельное орошение - 0,1-6,0 л/м³. Эффективность очистки газов зависит от гидравлического сопротивления скруббера Вентури и величины удельного орошения.

Рассчитав режим работы скруббера  Вентури (скорость газа в горловине трубы и удельное орошение), можно обеспечить любую требуемую концентрацию пыли в очищенном газе.

Электрическая очистка газов

 

В электрофильтрах происходит ионизация  молекул газового потока, проходящего  между двумя электродами, к которым  подведен постоянный электрический  ток. Основные элементы электрофильтра-коронирующие и осадительные электроды. Отрицательное напряжение обычно подводят к коронирующему электроду, а положительное - к осадительному. Поэтому к осадительным электродам под действием разности потенциалов движутся только отрицательные ионы и свободные электроны. Последние на своем пути сталкиваются со взвешенными в газовом потоке мелкими твердыми или жидкими частицами, передают им отрицательные заряды и увлекают к осадительным электродам. Подойдя к осадительному электроду, частицы пыли или тумана оседают на нем, разряжаются и при встряхивании отрываются от электрода под действием собственной силы тяжести. Для предотвращения искрового разряда между электродами (короткого замыкания) в электрофильтрах создают неоднородное электрическое поле, напряжение которого уменьшается по мере удаления от коронирующего электрода. Неоднородность поля достигается установкой электродов определенной формы. В зависимости от формы осадительного электрода различают электрофильтры трубчатые и пластинчатые. Трубчатые электрофильтры представляют собой камеры, в которых установлены осадительные электроды в виде круглых или шестигранных труб. Коронирующими электродами служат отрезки проволоки, натянутые по оси труб. Сверху электроды прикреплены к раме, подвешенной на изоляторах, снизу связаны общей рамой для предотвращения колебаний. Равномерное распределение газа по трубам обеспечивается установкой газораспределительной решетки. В пластинчатых электрофильтрах осадительными электродами служат параллельные гладкие металлические листы или натянутые на рамы сетки; между ними подвешены коронирующие электроды, выполненные из отрезков проволоки. Преимущества трубчатых электрофильтров по сравнению с пластинчатыми - создание более эффективного электрического поля и лучшее распределение газа по элементам. Последнее позволяет улучшить очистку или увеличить скорость прохождения газа и производительность аппарата.

 

Рис.10. пластинчатый электрофильтр

1-коронирующие электроды; 2-пластинчатые  осадительные электроды; a - входной газоход; б - выходной газоход; в - камера.

 

К недостаткам трубчатых электрофильтров  следует отнести: сложность монтажа, трудность встряхивания корояиру-ющих электродов без нарушения строгого центрирования, а также большой расход энергии на единицу длины электрических проводов.

Преимущества пластинчатых электрофильтров - простота монтажа и удобство встряхивания электродов. Для очистки сухих  газов применяют преимущественно  пластинчатые электрофильтры, а для очистки трудноулавливаемой пыли, капель жидкости из туманов (не требующих встряхивания электродов) и для обеспечения наиболее высокой степени очистки используют трубчатые электрофильтры.

Критическая напряженность электрического поля, при которой возникает разряд:

 

E₀ = 3,04 (B + 0,0311* V2B/D1) *10⁶

 

где: B - относительная плотность газового потока; D1 - диаметр

корондирующего электрода.

Установка для электрической очистки  газов включает обычно электрофильтр  и преобразовательную подстанцию с соответствующей аппаратурой.

Характеристика  пенного пылеуловителя.

Пылеуловители — устройства, предназ-ые для очистки от пыли вентиляционного  воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

Пенные пылеуловители представляют собой аппараты, корпус которых разделен решеткой с равномерно расположенными мелкими отверстиями.        Запыленный поток поступает под решетку, очищенный удаляется из верхней части корпуса. Вода поступает на решетку сверху. В зависимости от конструкции пылеуловителя, вода, с поверхности решетки отводится через отверстия в ней и частично через слив, либо только через отверстия. Диаметр отверстий в решетке 3…8 мм. Живое сечение 0,15…0,25 м2/м2.

Пенные аппараты относятся к  низконапорным пылеуловителям, это  одно из больших преимуществ  данных аппаратов перед другими конструкциями. По способу отвода жидкости с решетки их подразделяют на два основных типа: с переливными решетками и с провальными решетками. Аппараты с переливными решетками не нашли широкого распространения, так как наблюдается зарастание решетки в ходе процесса пылеулавливания. Большее распространение получили аппараты второго типа.

Рис. 11. Схемы пенных пылеуловителей:

а - пенный пылеуловитель с провальной тарелкой: 1 - корпус;

2 - оросительное устройство; 3 - тарелка;

б - пенный пылеуловитель с переливной тарелкой: 1 - корпус; 2 - тарелка; 3 - приемная коробка; 4 - порог; 5 - сливная коробка.

Для очистки газов чаще всего  используются провальные щелевые и  дырчатые тарелки. Диаметр отверстий  дырчатых тарелок принимают в  пределах 3...8мм, а относительное свободное сечение (отношение площади отверстий к площади тарелки) f св = 0,15...0,25.

Отверстия разбиты по равностороннему  треугольнику. Шаг между отверстиями  δ определяют из соотношения:

 

                          

d0 м,                                                      (3,1)

 

где d0 – диаметр отверстия, м.

Щелевые тарелки могут выполняться  решетчатыми, трубчатыми или колосниковыми. Трубчатые и колосниковые конструкции  изготавливают сварными из трубок, прутков или пластин. Ширину щели в тарелке b принимают 4...5мм, свободное сечение f св  - (0,2...0,25). Оптимальная толщина дырчатых и щелевых тарелок 4...6мм. Удельное орошение для очистки газов от пыли принимают в пределах 0,4...0,6 литров на 1 м³ газов.