Зрошувач

Лектор

Циклон;

2 – бункер; 3 – вхідний патрубок;

4 – спіралеподібна камера; 5 – ко-

Поряд з груповими циклонами для очищення значних об’ємів газів використовують батарейні циклони. Порівняно з груповими, батарейні циклони мають деякі суттєві переваги. За однакової продуктивності - мають менші розміри, менший гідравлічний опір, працюють у широкому діапазоні запиленості газів (до 100 і більше г/м³), температур (до 400⁰С) і тисків, забезпечують вищий ступінь очищення. Останнє пояснюється тим, що ступінь очистки газу в циклонах залежить від величини фактору розділення F_r= w ²/gr. З цього виразу бачимо, що ступінь очищення може бути збільшений за рахунок зменшення радіусу обертання потоку запиленого газу, або збільшення швидкості газу. Оптимальна швидкість газу в циклонах 3,5-4 м/с. Подальше збільшення швидкості призводить до значного зростання гідравлічного опору, крім цього, посилюється турбулентність газового потоку, що погіршує очищення газу. Із зменшенням радіусу циклону зменшується його продуктивність. Тому для забезпечення очищення значних об’ємів запилених газів з високим ступенем очищення (до 90-98%) установки батарейних циклонів компонують з окремих циклонних елементів малого діаметра. Батарейний циклон може містити декілька десятків і навіть сотень паралельно підключених елементів. Так, батарейний циклон продуктивністю 650 тисяч м³/год. містить 792 циклонних елементи. Досвід, однак, показує, що апарати з елементами до 100 штук є оптимальними.

На рис. 5 показаний батарейний циклон, який складається з паралельно встановлених у корпусі 9 циклонних елементів 2. Запилений газ через вхідний патрубок 4 попадає в газорозподілюючу камеру 10, обмежену трубними решітками 7, в яких герметично закріплені циклонні елементи. Газ рівномірно розподіляється по елементах, дія яких базується на тому ж принципі, що й робота звичайних циклонів. Очищений газ виходить з елементів по трубах 3 у загальну камеру 5 і видаляється через патрубок 6.

Рис. 5. Батарейний циклон з закручуванням газу за допомогою напрямних пристроїв:

а, в – циклонні елементи (із гвинтовим закручуванням газу і з напрямним пристроями типу„гвинт” і „розетка”); 1 –корпус; 2 – центральна труба; 3 – напрямний пристрій; б – батарейний циклон: 1 – бункер; 2 – циклонний елемент; 3 – центральна труба; 4, 6 – патрубки; 7 – трубні решітки; 8 – засипка; 9 – корпус; 10 – камера

Пил збирається в конічному бункері 1. Для кращої фіксації елементів і герметизації розподілюючої камери порожнини між корпусами елементів заповнюють дрібнодисперсними матеріалами (наприклад, просіяним шлаком).

У циклонні елементи газ подається не тангенціально, а через напрямний пристрій, який виготовляється у двох варіантах: типу „гвинт” і „розетка”. Напрямний пристрій виконує функцію завихрювача газового потоку. Під час проходження через завихрювач газ набуває обертового руху, внаслідок чого, як і у звичайному циклоні виникає відцентрова сила, під дією якої і відбувається виділення з потоку частинок. Батарейні циклони комплектують елементами діаметром 100,150,250 мм

Розрахунок батарейних циклонів проводять у такій послідовності:

- задаються діаметром елемента D, м в залежності від концентрації та типу пилу;

- задаються величиною ΔР/ρ (рекомендовані границі ΔР/ρ = 540 – 740 м²/с²;

- для обраного типу завихрювача знаходять коефіцієнт опору ξ;

- визначають фіктивну швидкість газу в елементі

, м/с;

- розраховують витрату газу в одному елементі V₁=0,785 D² w _о, м³/с;

- розраховують необхідну кількість елементів n=V/V₁, де V - задана витрата газу, м³/с;

- підбирають стандартизований батарейний циклон із n елементами.

4. Мокре очищення газів

Для тонкого очищення газів від пилу використовують мокрі методи. Принцип дії більшості апаратів мокрого газоочищення полягає в тому, що газ контактує з рідиною, звичайно, з водою, яку розбризкують у вигляді дрібних частинок або окремих струменів. Зважені в газі частинки змочуються рідиною і стають більш важкими, або повністю поглинаються рідиною і виносяться нею з апарата. Мокре газоочищення використовується також у тих випадках, коли треба охолодити газ.

Мокрі пиловловлювачі порівняно з апаратами інших типів мають деякі переваги й недоліки.

Переваги: невелика вартість та більш висока ефективність вловлювання зважених частинок; можливість очищення газів, які містять частинки розмірами 0,1 мкм і менше; можливість очищення газів за високої температури та вологості, а також у разі небезпеки займання та вибуху очищених газів та вловленого пилу; можливість поряд з пилом одночасно вловлювати пароподібні та газоподібні компоненти.

Недоліки: у процесі вловлювання пилу утворюється шлам, внаслідок чого виникає необхідність обробки стічних вод, що приводить до зростання вартості процесу; винесення краплинок рідини та осадження їх разом із пилом на стінках газоходів і в димососах; у випадку очистки агресивних газів необхідно захищати апаратуру та комунікації антикорозійними матеріалами.

Залежно від поверхні контакту між газом і рідиною або за способом дії мокрі пиловловлювачі поділяються на:

- порожнисті газопромивачі;

- насадкові скрубери;

- тарілчастого типу (барботажні та пінні);

- з рухомою насадкою;

- механічні газопромивачі;

- швидкісні газопромивачі (скрубери Вентурі та ежекторні).

Тарільчасті газопромивачі (барботажні, пінні). Використовуються для очищення сильно запилених газів..

В цих апаратах рідина, яка взаємодіє з газом, перетворюється в стан рухомої піни, що забезпечує значну поверхню контакту між газом і рідиною і відповідно високий ступінь очищення газу. Рис. 6. Тарільчасті газопромивачі:

а) – з переливом;

b) – з провальними тарілками:

1 – камера; 2 – перфорована тарілка;

3 – приймальна коробка;

4 – поріг; 5 – зливна коробка;

Найпоширеніші тарілчасті пінні апарати з переливом (рис. 6, а) та з провальними тарілками (рис. 6, b). Апарат являє собою камеру 1 круглої або прямокутної форми, всередині якої розміщена перфорована тарілка 2. Вода або інша рідина через штуцер поступає у приймальну коробку 3 і далі на тарілку, а забруднений газ подається через патрубок у підтарілковий простір. Газ барботує через воду і спінює її, внаслідок чого утворюється значна поверхня контакту рідини з газом. В шарі піни пил поглинається рідиною, переважна частина якої (~80%) разом з піною переливається через поріг 4 (рис. 6 а) у зливну коробку 5. Решта рідини (~20%) зливається через отвори в тарілці і вловлює в підтарілковому просторі більш грубі частинки. Утворений шлам (суспензія) виводиться через штуцер у нижній частині корпуса камери. В газопромивачах з провальними тарілками (рис. 6 b) рідина через зрошувач 6 подається на тарілку, разом з утвореною піною і вловленими частинками через отвори в тарілці перетікає в нижню частину камери і виводиться з апарату. Ступінь вловлювання пилу в розглянутих апаратах може досягати 95-99%.

Відцентрові скрубери. В газопромивачах відцентрової дії реалізується принцип циклонного пиловловлювання, але на відміну від звичайних циклонів у таких апаратах по стінках стікає водяна плівка, що покращує процес очистки.

Рис. 7. Відцентровий скрубер:

1 – корпус; 2 – вхідний патрубок;

3 – сопло; 4 – конічне днище;

5 – вихідний патрубок

На рис.7 показана принципова будова відцентрового скрубера. Запилений газ поступає в циліндричний корпус 1 через вхідний патрубок 2, розміщений тангенціально, і набуває обертового руху. Через сопло 3 стінки корпуса зрошуються водою, яка тонкою плівкою стікає по його внутрішній поверхні. Зважені у гвинтовому газовому потоці тверді частинки відкидаються відцентровою силою до стінок скрубера, змочуються водою і разом із плівкою стікають у нижню збірну частину 4. Очищений і одночасно охолоджений газ видаляється через вихідний патрубок 5.

У відцентрових скруберах досягається вищий ступінь очистки, ніж у порожнистих і насадкових. Для частинок розмірами 5-30 мкм ефективність пиловловлювання перевищує 95 %, а для частинок 2-5 мкм становить 85-90 %.

5. Очищення газів фільтруванням

Під час очищення фільтруванням гази, що містять зважені тверді частинки, проходять через пористі перегородки, які пропускають газ і затримують на своїй поверхні тверді частинки. Фільтри для газів використовують для очищення промислових газів з концентрацією твердої фази до 60 і більше г/м³ в системах проточної вентиляції та кондиціювання повітря.

Залежно від виду фільтрувальної перегородки фільтри поділяються на такі типи:

- із гнучкими пористими перегородками (тканинні матеріали з природних, синтетичних або мінеральних волокон; неткані волокнисті матеріали - повсть, клейові та голкопробивні матеріали, папір, картон, волокнисті мати; комірчасті листи – губчаста гума, пінополіуретан, мембранні фільтри);

- з напівжорсткими пористими перегородками (шари волокон, стружка, в’язані сітки);

- з жорсткими пористими перегородками (зернисті матеріали – пориста кераміка або пластмаса, спечені або спресовані порошки металів, пористе скло, вуглеграфітові матеріали; волокнисті матеріали – сформовані шари зі скляних і металічних волокон; металеві сітки і перфоровані листи);

- із зернистими шарами з коксу, гравію, кварцевого піску тощо.

Вибір пористої перегородки обумовлений багатьма чинниками, з яких основними є: хімічні властивості газу, який фільтрується, його температура, гідравлічний опір фільтрувальної перегородки та розміри зважених у газі частинок.

Фільтри з гнучкими пористими перегородками. До найпоширеніших фільтрів з гнучкими пористими перегородками відносяться рукавні фільтри (рис. 8). Запилений газ вентилятором 1 через вхідний газохід 2 нагнітається в камеру 3, з якої проходить через рукави 4. Нижні кінці рукавів закріплені хомутами на патрубках розподілюючої решітки 5, а верхні заглушені та підвішені до рами 11. Пил осаджується в порах тканини та на її поверхні, а очищений газ через дросельний клапан 6 і вихлопну трубу 7 видаляється з апарату. Для вивантаження пилу та регенерації тканини рукавів фільтр складається з декількох секцій. Через певні проміжки часу за допомогою розподілюючого механізму, закріпленого на кришці камери, окремі секції відключаються для очистки від осадженого пилу. На рис.8. показаний момент, коли в режимі очистки запиленого газу працюють три секції фільтра (I, III і IV), а секція II очищується від пилу.

Для очистки секції від пилу закривають клапан 6 і відкривають клапан 8, через який вентилятором 9 по колектору подається чисте повітря або очищений газ для продування рукавів. Це повітря рухається в протилежному напрямку ніж запилений газ і виходить у газохід 2, тому вентилятор 9 повинен створювати більший напір, ніж вентилятор 1. Продувне повітря в газоході 2 змішується із запиленим газом, який проходить для очистки в інші секції фільтра. Одночасно з продуванням здійснюють механічне струшування рукавів, для чого спеціальним механізмом 10 дещо піднімають і опускають раму 11, до якої підвішені верхні кінці рукавів. Пил падає в камеру 3 і вивантажується шнеком 12 через затвор 13.

Після закінчення очистки секція переключається в робочий стан, а наступна секція – на очистку.

Рис. 8. Рукавний фільтр з механічним струшуванням і зворотнім

продуванням тканини:

I – IV – cекціі фільтра; 1, 9 – вентилятори; 2 – вхідний газохід;

3 – камера; 4 – рукави; 5 – розподілююча решітка; 6, 8 – дросельні клапани; 7 – вихлопна труба; 10 – струшуючий механізм; 11 – рама; 12 – шнек; 13 – затвор

Дата добавления: 2014-01-04