ПОЛЫЕ СКРУББЕРЫ ВЕНТУРИ. ДИНАМИЧЕСКИЕ, НАСАДОЧНЫЕ, ТАРЕЛЬЧАТЫЕ ГАЗОПРОМЫВАТЕЛИ. СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АППАРАТОВ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ.
Полый скруббер обычно применяется для охлаждения газов, но он также может быть использован для улавливания пылевых частиц. Для охлаждения газов полые скрубберы используются в целлюлознобумажном производстве после печей обжига колчедана и серных печей. Полый скруббер представляет вертикальный цилиндр с конусным днищем и конфузорным выходом газов в верхней части аппарата. Корпус скруббера изготавливается из листовой стали. При температуре газов перед скруббером выше 500 °С его поверхность изнутри футеруется. Устройство водяной рубашки вокруг корпуса позволяет применять полые скрубберы для охлаждения газов с температурой более 1000 °С, при этом корпус аппарата может выполняться из стали.
Жидкость в объем скруббера подается через форсунки и дробится на капли. Газы в полый скруббер можно подавать в нижнюю верхнюю часть корпуса. Если газы подаются в нижнюю часть, то при противоточном движении капли промывают газовый поток, оказывая незначительное по величине сопротивление его движению. Если же газы подаются в верхнюю часть, то, кроме промывки их, происходит подсасывание газов вместе с пылевыми частицами в объем факела капель жидкости: возникает эжекционный эффект за счет относительной скорости между каплями и газовым потоком, что приводит к снижению гидравлического сопротивления скруббера. Для орошения полого скруббера применяются форсунки различных конструкций, в большинстве случаев — цельнофакельные, позволяющие создать заполненный каплями факел жидкости, равномерно распределенный по сечению. Угол раскрытия факела небольшой и регули-руется так, что на -правление движения капель не намного отклоняется от направления движения газов.
При распыле орошающей жидкости должны быть удовлетворены следующие требования: объем факела, образованного распыленной жидкостью, должен быть заполнен каплями; плотность орошения должна быть высокой и равномерной; должна достигаться достаточно высокая степень диспергирования жидкости на капли. Эффективность очистки газовых выбросов от пылевых частиц в полых скрубберах невысока и составляет примерно 70% для частиц размером приблизительно 5 мкм. Удельный расход на орошение полого скруббера, предназначенного для очистки газов от пылевых частиц, доходит до 3 -5 л/м³. Гидравлическое сопротивление полых скрубберов невелико и составляет 98245 н/м².
Скруббер Вентури — устройство для очистки газов от примесей. Работа его основана на дроблении воды турбулентным потоком газа, захвате каплями воды частиц пыли, коагуляции этих частиц с последующим осаждением в каплеуловителе инерционного типа. Вентури-устройства используются уже более 100 лет для измерения расходов жидкости и в других приложениях. В 1949 году было обнаружено, что Вентури-устройства могут быть использованы для очистки газов от пыли. Простейший скруббер Вентури включает трубу Вентури и прямоточный циклон.
Скруббер Вентури состоит из трёх секций: сужающейся секции, небольшой горловины, и расширяющейся секции. Входящий поток газа поступает в сужающуюся секцию, и по мере того, как площадь поперечного сечения потока уменьшается, скорость газа увеличивается (согласно Уравнению Бернулли). В то же время, сбоку по патрубкам в сужающуюся секцию (или в горловину) поступает жидкость. Поскольку газ вынужден двигаться с очень большими скоростями в небольшой горловине, то здесь наблюдается большая турбулентность потока газа. Эта турбулентность разбивает поток жидкости на очень большое количество очень мелких капель. Пыль, содержащаяся в газе, оседает на поверхности этих капель. Покидая горловину, газ, перемешанный с облаком мелких капель жидкости, переходит в расширяющуюся секцию, где скорость газа уменьшается, турбулентностть снижается и капли собираются в более крупные. На выходе из скруббера капли жидкости с адсорбированными на них частицами отделяются от потока газа. Скрубберы Вентури могут быть использованы как для очистки газа от мелких частиц, так и для очистки от загрязнений в виде инородных газов. Однако они наиболее эффективны для очистки газа от частиц, чем для очистки от инородных газов.
Основной проблемой эксплуатации данного вида технических устройств является абразивный износ стенок скруббера, возникающий вследствие высоких скоростей газа, которые в горловине могут достигать значений 430 км/ч. Твёрдые частички или капли жидкости, двигаясь с такой скоростью и соударяясь со стенками, вызывают быструю эрозию стенок. Износ может быть уменьшен, если стенки горловины изнутри покрыть сменной втулкой из карбида кремния Износ может также происходить в колене в нижней части скруббера. Для уменьшения износа здесь, дно колена, ведущего в разделитель, заполняют слоем той же жидкости, которую подают в скруббер в верхней части. Частички и капельки жидкости попадают в этот слой, и ударные нагрузки на стенки уменьшаются.
Динамические газопромыватели (дезинтеграторы) Аппараты для очистки воздуха (газов) от пыли в результате ее осаждения в жидкости под действием центробежной силы. Простейшим Динамическим газопромывателем, применяющимся в горнодобывающей промышленности, является так называемый вентилятор-пылепоглотитель, который используется в пылеулавливающих установках на проходческих и добычных комбайнах. Принцип работы такого Динамическим газопромывателем состоит в засасывании запыленного воздуха центробежным вентилятором, на рабочее колесо которого подается распыленная форсункой вода. В результате такого распыления воды и удара ее о лопасти вентилятора вероятность встречи капель с пылинками весьма высока.
Эффективность пылеулавливания увеличивается еще за счет действия центробежных сил и вихревого движения воздуха в аппарате. Вода и смоченные пылевые частицы стекают в нижнюю часть газопромывателя, оттуда в отстойник и после очистки вода вновь поступает в вентилятор-пылепоглотитель. Очищенный воздух перед выходом поступает в брызгоуловитель инерционного действия, в котором капли воды задерживаются на препятствиях в результате многократного изменения направления скорости потока. Известны другие типы Динамическим газопромывателем, в которых вентилятор и мокрый динамический промыватель представляют собой два аппарата, насаженных на одну ось вращения. Динамическим газопромывателем отличаются большой производительностью.
Насадочные газопромыватели Они представляют собой колонны с насадкой навалом или регулярной. Их используют для улавливания хорошо смачиваемой пыли, но при невысокой ее концентрации. Из-за частой забивки насадки такие газопромыватели используют мало. Кроме противоточных колонн на практике применяют насадочные скрубберы с поперечным орошением (рисунок 11, 6). В них для обеспечения лучшего смачивания поверхности насадки слой ее обычно наклонен на 7– 10° в направлении газового потока.
Тарельчатые газопромыватели (барботажные, пенные) Наиболее распространены пенные аппараты с провальными тарелками или тарелками с переливом (рисунок 13). Тарелки с переливом имеют отверстия диаметром 3 – 8 мм и свободное сечение 0, 15 - 0, 25 м 2/м 2. Рисунок 13 – Пенные пылеуловители (газопромыватели): а – с переливной тарелкой; б – с провальной тарелкой; 1 – корпус; 2 – тарелка; 3 – приемная коробка; 4 – порог; 5 – сливная коробка; 6 – ороситель
Провальные тарелки могут быть дырчатыми, щелевыми, трубчатыми и колосниковыми. Дырчатые тарелки имеют отверстия d 0 = 4 -8 мм. Ширина щелей у остальных конструкций тарелок равна 4 -5 мм. Свободное сечение всех тарелок составляет 0, 2— 0, 3 м 2/м 2. Пыль улавливается пенным слоем, который образуется при взаимодействии газа и жидкости. Выделяют следующие стадии процесса улавливания пыли в пенных аппаратах: инерционное осаждение частиц пыли в подрешеточном пространстве; первую стадию улавливания частиц пыли в пенном слое ( «механизм удара» ); вторую стадию улавливания частиц пыли в пенном слое (инерционно-турбулентное осаждение частиц на поверхности пены). Эффективность улавливания пыли в подрешеточном пространстве значительна при улавливании пыли размером частиц более 10 мкм. Преобладающим в работе пенных аппаратов для пылеулавливания является «механизм удара» . Эффективность этого механизма намного больше эффективности других механизмов.
В период эксплуатации установок с аппаратами мокрой очистки газа необходимо: - осуществлять постоянный контроль за герметичностью оборудования ГОУ, не допуская утечек газа, орошающей жидкости или подсосов воздуха более допустимых значений, предусмотренных эксплуатационной документацией; - обеспечивать поддержание оптимального водного режима работы ГОУ, а также постоянное удаление из них шламовой пульпы и транспортировку её в предназначенные места; - обеспечивать оптимальный газовый режим работы; - своевременно осуществлять операции по регенерации орошающей жидкости (осветление, охлаждение, обработка реагентами и т. п. ) и утилизации шлама; поддерживать оптимальный режим работы каплеуловителей, установленных за аппаратами установок мокрой очистки газа; - не допускать скоплений шлама в сооружениях или отложений его в трубопроводах и оборудовании оборотного водоснабжения.
Система водоснабжения для мокрой очистки газов Система водоснабжения оказывает не только существенное влияние на работу мокрых пылеуловителей, но и определяет экономичность применения мокрого метода очистки газов. Очистка вод увеличивает стоимость газоочистки, делая ее соизмеримой со стоимостью других методов пылеулавливания, например, с очисткой газов в рукав -ных фильтрах. Поэтому целесообразно применять мокрые пылеулови -тели на предприятиях, где имеется хорошо налаженная система оборотного водоснабжения. При мокрой газоочистке вода может претерпевать следующие физические и химические изменения: загрязнение нерастворимыми взвешенными веществами, нагревание, насыщение газами, изменение концентрации солевого состава из-за растворения некоторых компонентов или всей уловленной пыли. В результате этого возможно существенное изменение качества сточных вод по сравнению с качеством исходной воды. Состав сточных вод и требования к воде, подаваемой на орошение газоочистных аппаратов, определяют методы обработки сточных вод в оборотном цикле водоснабжения.
Наличие взвеси в орошающей аппарат воде до определенной концентрации не оказывает существенного влияния на эффективность захвата частиц пыли. Но с ростом взвеси, в воде может наступить момент, когда частицы пыли, располагаясь на поверхнос -ти капель, пленок жидкости, будут препятствовать проникновению вновь подводимых частиц пыли, отталкивая их. Поэтому система водоснабжения включает в себя осветлитель, в котором помимо очистки воды от взвеси может осуществляться и химическая обработка воды. Если в схеме газоочистки предусмотрено охлаждение газов и необходимо подавать на орошение аппара -тов относительно холодную воду, осветленная оборотная вода может охлаждаться в вентиляторной градирне, брызгальном бассейне или поверхностном теплообменнике. Основным показателем, определяющим характеристику сточных вод и выбор типа и размеров сооружений для их осветления, является дисперсный состав частиц, содержащихся во взвеси. Если частицы достаточно крупные или легко укрупняются при добавке коагулянтов, осветление воды осуществляется в радиальных отстойниках или специальных прудах.
Осаждение частиц без добавки коагулянтов обычно применимо к частицам, размер которых превышает 1 мкм. В качестве коагулянтовмогут быть использованы растворы хлорного железа, сернокислого железа, сернокислого алюминия, полиакриламида. Очистка оборотной воды в отстойниках является наиболее экономичным способом осветления, к тому же их применение исключает абразивное воздействие частиц. Отстой из нижней части осветлителя откачивается шламовыми насосами в специальные шламовые отвалы. К недостаткам рассмотренного способа осветления следует отнести большие площади отстойников, необходимые при осаждении мелких частиц, частичную утечку воды в грунт и ее потери за счет естественного испарения в атмосферу.
Если частицы, взвешенные в оборотной воде, представляют определенную ценность и должны быть утилизированы, обработка воды может быть осуществлена в непрерывно действующих фильтрах. В этом случае можно добиться почти полного обезвоживания отходов, значительно сократить производственные площади, но это влечет за собой возрастание стоимости обработки оборотной воды. В последнее время для концентрирования твердых частиц в жидкости применяют гидроциклоны. Установка их обходится дешевле, чем фильтрующих аппаратов. Недостаток гидроциклонов заключается в больших расходах энергии на обработку жидкости, а также в относительно высоком остаточном содержании частиц в осветленной жидкости. Для осветления жидкости, содержащей особо мелкие частицы, иногда применяются центрифуги. Их применение связано с большими капитальными и эксплуатационными расходами. Они чувствительны к абразивному износу и коррозионному воздействию среды. Поэтому использование центрифуг ограничивается специальными случаями.
Скачать презентацию ПОЛЫЕ СКРУББЕРЫ ВЕНТУРИ ДИНАМИЧЕСКИЕ НАСАДОЧНЫЕ ТАРЕЛЬЧАТЫЕ ГАЗОПРОМЫВАТЕЛИ СИСТЕМЫ
Полые скруберы.pptx