Очистка газов в мокрых пылеуловителях

Достоинства мокрых пылеуловителей:

Ø более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц;

Ø улавливание мелких частиц размером до 0,1 мкм;

Ø возможность очистки газа при высокой температуре и повышенной влажности, при опасности возгорания или взрыва очищенного газа и уловленной пыли;

Ø возможность наряду с пылями улавливать парообразные и газообразные компоненты.

Недостатки мокрых пылеуловителей:

Ø выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод;

Ø возможность уноса капель жидкости и осаждения их с пылью в газоходах;

Ø необходимость защиты аппаратуры и коммуникаций антикоррозионными материалами в случаях очистки агрессивных газов.

В качестве орошающей жидкости в мокрых пылеуловителях чаще всего используется вода. В зависимости от характера поверхности контакта фаз или по способу действия их подразделяют на 8 видов:

1) полые газопромыватели;

2) насадочные скрубберы;

3) тарельчатые (барботажные и пенные);

4) с подвижной насадкой;

5) ударно-инерционного действия (ротоклоны);

6) центробежного действия;

7) механические газопромыватели (практически не используются);

8) скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури и эжекторные скрубберы).

Характерной конструкцией полого газопромывателя является форсуночный скруббер, изображенный на рис. 42.

Он представляет собой колонну круглого или прямоугольного сечения, в которой осуществляется контакт между газом и каплями жидкости.

По направлению движения газа и жидкости полые скрубберы делят на противоточные, прямоточные и скрубберы с поперечным подводом жидкости.

Скорость газа в полых скрубберах 0,6...1,2 м/с, аэродинамическое сопротивление не более 250 Па. Удельный расход жидкости на орошение m = 0,5...8 л на 1 м³ газа.

Насадочные скрубберы представляют собой колонны с насадкой определенной толщины, перекрывающей все поперечное сечение аппарата. Их используют для улавливания хорошо смачиваемой пыли при невысокой ее концентрации. Из-за частой забивки насадки такие газопромыватели используются мало.

К тарельчатым газопромывателям относятся барботажные и пенные аппараты. Наиболее распространены пенные газопромыватели с провальными тарелками и тарелками с переливом. Тарелки с переливом имеют отверстия диаметром 3-8 мм и свободное сечение 0,15...0,25 м²/м². Провальные тарелки могут быть дырчатыми, щелевыми, трубчатыми и колосниковыми. Дырчатые тарелки имеют отверстия диаметром 4-8 мм. Ширина щелей у остальных конструкций тарелок равна 4-5 мм.

 

 

Очищенный газ

 

 

Вода Вода

 

Запыленный

газ

 

 

Шлам

 

Рис. 42. Полый форсуночный скруббер

 

 

Пример конструкции пенного пылеуловителя показан на рис. 43. Пыль в данном аппарате улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии газа и жидкости. Удельный расход орошающей жидкости m = 0,4...0,6 л/м³.

 

 

Пенный слой

 

Приемная коробка Сливная коробка

 

Вода

 

 

Шлам

 

 

Шлам

 

Рис. 43. Пылеуловитель с пенным слоем

 

 

Большое распространение в пылеулавливании имеют газопромыватели с подвижной насадкой (рис. 44).

 

 

В качестве насадки используются шары из полимерных материалов, стекла или пористой резины. Плотность шаров насадки не должна превышать плотности жидкости.

 

 

 

Вода

Подвижные шарообразные

элементы

 

Загрязненный

газ

Шлам

 

Рис. 44. Газопромыватель с подвижной шаровой насадкой

 

Оптимальные параметры процесса пылеулавливания: скорость газа 5-6 м/с, удельное орошение 0,5...0,7 л/м³; диаметр шаров 20...40 мм.

В газопромывателях ударно-инерционного действия контакт газов с жидкостью осуществляется за счет удара газового потока о поверхность жидкости с последующим пропусканием газожидкостной взвеси через отверстия различной конфигурации или непосредственным отводом взвеси в сепаратор жидкой фазы.

Наиболее простым по конструкции является аппарат, показанный на рисунке 45.

 

 

1

 

1 - входной патрубок;

2 - резервуар с жидкостью;

3 - смывное сопло

 

3 2

 

 

Рис. 45. Скруббер ударно-инерционного действия

 

Газ с большой скоростью входит в колонну. При повороте на 180⁰ происходит инерционное осаждение частиц пыли на поверхности жидкости. В основе процесса лежит «механизм удара».

Газопромыватели центробежного действия - одни из наиболее распространенных скрубберов (рис. 46). По конструктивному признаку их делят на 2 вида:

1) аппараты с центральной лопастной закруткой газового потока;

2) аппараты с тангенциальным или улиточным подводом газа.

Большинство отечественных скрубберов имеют тангенциальный подвод газа и пленочное орошение (жидкость стекает по внутренней поверхности стенки аппарата).

 

 

2

3 1 - входной патрубок;

4 2 - выходной патрубок;

3 - кольцевой коллектор;

1 4 - сопло

 

 

 

Рис. 46. Циклон с водяной пленкой

 

Центробежные газопромыватели используются для очистки газа от любых видов нецементирующейся пыли.

Основной частью скоростных газопромывателей (скрубберов Вентури) является труба-распылитель, в которой обеспечивается интенсивное дробление жидкости газовым потоком, движущимся со скоростью 40...150 м/с (рис. 47).

 

 

Очищенный газ

Вода

1 - труба-распылитель,

2 2 - циклон-каплеуловитель

 

 

Шлам

 

 

Рис. 47. Скруббер Вентури

 

Эффективность пылеулавливания в скоростных газопромывателях зависит от скорости газа и удельного орошения. Обычно удельное орошение m = 0,1...1,5 л/м³ газа.

 

Электрическая очистка газов

 

В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под действием электрических сил. В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц: ионы адсорбируются на поверхности пылинок и пылинки под действием электрического поля перемещаются к осадительным электродам и осаждаются на них.

Слой накопившейся на осадительных электродах пыли периодически разрушается встряхивающим устройством и сбрасывается в пылесборные бункеры.

Электрофильтры очищают большие объемы газов от пыли с частицами размером 0,01...100 мкм при температуре газов до 450 ⁰С. Аэродинамическое сопротивление аппаратов не более 150 Па.

Схема устройства сухого электрофильтра показана на рис. 48.

 

4 5

 

 

3 Трубчатый электрофильтр:

1 - осадительный электрод,

2 2 - коронирующий электрод,

1 3 - рама,

4 - встряхивающее устрой-

ство,

5 - изолятор

 

 

Рис. 48. Устройство электрофильтра

 

Таким образом, мы ознакомились с основными методами и аппаратами для очистки промышленных газовых выбросов от взвешенных твердых частиц.

В заключение рассмотрим, какое оборудование используется на предприятиях по производству строительных материалов (табл. 12):

Таблица 12

Пылеулавливающее оборудование предприятий стройиндустрии

 

Производство	Оборудование и процессы, сопровождающиеся выбросами пыли	Аппараты для пылеулавливания
Производство строительных вяжущих   Асфальтовые заводы	Дробилки   Сушилки и мельницы для сырья, цемента, угля   Транспортировка и отгрузка     Сушильный барабан	Циклоны или рукавные фильтры   Циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры   Рукавные фильтры, механические сепараторы   Двухступенчатая очистка: циклон и мокрый скруббер

 

Глава 9.