Старк С.Б. - Пылеулавливание и очистка газов в металлургии (1044945), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Ег вв„д У,, /' Таким образом, коэффициент эффективности очистки в скруббере возрастает с увеличением его активной высоты Н, относительной скорости гс„„движения частиц пыли и капель воды го„=- == ш„+ ш„и удельного расхода воды У 1)г„и уменьшается с увеличением диаметра капель с(„и их скорости в,. Оптимальный размер капель в скруббере 0,8 — 1 мм. При ориентировочных подсчетах эффективности улавливания пыли различных фракций можно пользоваться зависимостью коэффициента захвата т1,' от размера частиц пыли при й, = 0,2 —:2 мм и р„=2000 кг!м', а также энергетическим методом расчета (см.
З 24). Общий коэффициент эффективности очистки скруббера, работающего в системе очистки доменного газа, не превышает обычно 80 — 70 л~о. Конструкции полых скрубберов. Во избежание отложений шлама и образования настылей внутри скруббера не должно быть площадок, кронштейнов, решеток и каких-либо других конструктивных элементов. Коллекторы зон орошения (рис. 36, а) рекомендуется располагать снаружи. Форсунки присоединяют к коллекторам так, чтобы, не отключая скруббер, можно было прочистить, продуть и сменить каждую из них. В доменных скрубберах чаще всего применяют эвольвентные форсунки, с диаметром отверстия 12 — 40 мм, менее требовательные к чистоте поступающей воды.
В каждом ярусе устанавливают 8 — 1б форсунок, размещая их так, чтобы все сечение было равномерно перекрыто диспергированной водой в количестве, соответствующем заданному удельному расходу воды. Орошение обычно осуществляется в двух-четырех ярусах с направлением факела форсунок нижних поясов вверх, а верхних — вниз. Поддержание постоянного уровня воды в скруббере нормального давления осуществляют с помощью гидрозатвора. При повышенном давлении газа уровень воды в скруббере регулируют 78 с помощью поплавковых регуляторов (рис.
36, б). Изменение положения поплавка влияет на степень открытия дроссельного клапана, в результате чего уровень воды автоматически поддерживается постоянным. В целях резервирования каждый скруббер снабжается двумя подобными устройствами. система рычагов, 8 — сливпан труба, 8 — дроссельныа клапан, 7 — поплааак; 8 — аадаижка форсунка, у — го гке, продункн форсунки, 78 — то гке, промывки коллектора, 7! — форсунка Для обслуживания поясов орошения, регуляторов уровня, клапанов и свечей с наружной стороны скруббера размещают лестницы и площадки. Ниже дан пример расчета. Пример 4. Найти размеры форсуночного испарительного скруббера, предназначенного для охлаждения и очистки доменного газа, и расход воды на него при следующих данных: расход газа, поступающего в скруббер, содержащего влаги у = 50 г/м', составляет )7а = 4350 ма/мин при избыточном давлении р = = 15 Н/см' и температуре Т, = 300' С.
Начальная концентрация пыли в газе 2! = 6 г/мч пРи плетности пыли Рп = 3000 кг/ма. ДнспеРсный состав пыли пеРед скруббером г/, мкм ........ 10 !Π— 20 20 — 60 60 †1 100 Доля, % (по массе) .. 15 25 35 20 5 Р е ш е н и е. 1. Объемный расход сухих газов в скруббере при нормальных условиях, ма/с: 0,804 4350 0,804 0,804+ у 60 (0,804+ 0,05) 2. Температуру мокрого термометра, до которой можно охладить газ в скруббере, находим по табл. Ь: Т„= 60' С. /о 3.
Начальная и конечная знтальпии водяных паров, содержащихся р газахйг/(ж/кг: !', = 2480 + 1,96Т, = 2480 + 1,96 300 = зото; 78 = 2480 + 1,96 Т, = 2480 + 1,96 60 = 4600, 4. Количество тепла, отнимаемое от газов в скруббере, хВт: 1'чг (с(Т! — Т«) ! у(«« — «з)1-- --= 68,5 (1,3 (300 — 60) -1 0,05 (3070 — 2600) ) 23100; где с =- 1,3 — геплоемкасть сухого газа, кДнс/мз; у.= 0,050 — содержание водяных паров в насыщенном влагой газе, кг(м". 5. Средняя разность температур между газом и водой в скруббере, 'С: (Т« — Т ) — (Тз — Тн] (300 — 55) — (60 — 20) 2,3 1 7 г — 7 х 2,3 1 Т,— Тв 60 — 20 где Т„=- 20' С вЂ” начальная температура воды; Т„= 55' С вЂ” конечная температура воды (прннимается на 5 — 1О' С ниже температуры мокрого термометра). 6.
Объемный коэффициент теплоперсдачи в скруббере по эмпирическим давным находится в пределах 60 — 240 Вт!(мз 'С) принимаем Ке =- 140 Вт!(мз.~С) 7. Необходимый рабочий объем скруббера, м'. !3 23100,10з~ )(а ЬТсв 140'1!3 8. Расход воды на скруббер, нг/с: ф «)(в = «р («и — «а) + (! «р) 1«к 'н) .= 16,9, 23 100 0,5 (2676 — 84) + (1 — 0,5)(230 — 84) «дс «р — коэффициент испарения (принимаюг равным 0,5); гя — энтальпия насыщенного пара при температуре Т = 60'С, хДжГнг; (н == 2676 нДж«'нг; г„— энтальпия воды при Т = 20'С; «„=- 84 кДж!кг; г„— то же при Т = 55' С; г„= 230 кДж/кг.
9. Влагосодержание газа на выходе из скруббера д. == д + —" = 0,050-)- «рМ „0,5.16,9 ) ас 68,5 1О. Расход газа па выходе из скруббера при рабочих условиях, мт(с: (««««д (Г«««) (««««А|«««(зр«.«««« 0,804 / 273 ' 0,804 273 ! 1. Принимая скорость газа в скруббере и«т = 1,5 м/с, во избежание уноса капель, определим необходимый диаметр скруббера, м; .4/ 1, -4/ 101 а' 'й'з0,785 Т 1,5 0,785 12. Необходимая активная высота скруббера, м: !460 Н 0,785(тз 0,785 9,2з 80 !3. Соотношение высоты и диаметра снруббера Н 22 — - — 2 - — 2,40, 0 92 что близко к данным, рекомендуемым практикой, й 27.
СКРУББЕРЫ ВЕНТУРИ Работа скрубберов Вентури основана на дроблении воды турбулентным газовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляции и осаждении в каплеуловителе инерционного типа. Услтройсптво и работа. Простейший скруббер Вентурн (рис. 37, а) включает в себя трубу Вентури(рис. 37, б) и прямоточный циклон. Труба Вен урн состоит из конфузора, служащего для Очищенный га и' тт Гаг Риг Зт. Снруббер Вентури: I -- «онфуеор; 2 — горловинм 3 — диффуоор; Š— нонеее нодо: Л вЂ” ьенлеулоиитель увеличения скорости газа, 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 благодаря тангенциальному вводу газа создается вращение газового потока, вследствие чего смоченные и укрупненные частицы пыли отбрасываются на стенки и непрерывно удаляются из каплеуловителя в виде шлама.
Скрубберы Вентури могут работать с высокой эффективностью т1 = 96 †:98% на пылах со средним размером частиц 1 — 2 мкм и улавливать высокодисперсные частицы пыли (вплоть до субмикронных размеров) в широком диапазоне начальной концентрации пыли в газе — от 0,05 до 100 ггмв. При работе в режиме тонкой очистки на высокодисперсных пылях скорость газов в горловине должна поддерживаться в пределах 100 — 150 м~'с, а удельный расход воды -- в пределах 0,5— 1,2 дм" м'.
Это обусловливает необходимость большого перепада а„= С вЂ” о, Р~~~ (8-11) где о — коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; р„— плотность газа, кг/м', ш„— скорость газа относительно капли, мlс; С вЂ” константа; С = 1. Наиболее точная и достоверная формула для определения среднего диаметра капель предложена японскими исследователями Нукияма и Таназава на основе большого количества тщательно проведенных экспериментов: 888 У в 595 / и~ 1оло / 1000У (8-12) где р — плотность жидкости, кг/м', р — динамический коэффициент вязкости жидкости, Н с/м', У„и 1~ — объемные расходы газа и жидкости, мо/с. Границу устойчивости капли определяет критическое значение критерия Вебера 07е = р„ш'1/а, характеризующего отношение инерционных сил газового потока к силам поверхностного натяжения.
При %'е ) Ж'е„р капля теряет устойчивость и начинает дробиться, при Гуе ( )уе„р дробления капли не происходит. Данные о критическом значении критерия ЧУе противоречивы; по-видимому, МУе„р — — 5 —:12. При подаче орошающей жидкости в трубу Вентури ее начальная скорость незначительна. За счет сил динамического давления газового потока капли одновременно с дроблением получают значительные ускорения и в конце горловины приобретают скорость, близкую к скорости газового потока, В диффузоре скорости газового потока и капель падают, причем вследствие сил инерции ско- 8~ давления 1Ьр =-- 1Π†:20 кПа) и, следовательно, значительных затрат энергии на очистку газа. В ряде случаев, когда труба Вентури работает только как коагулятор перед последующей тонкой очисткой 1например, в электрофильтрах) или на крупной пыли размером частиц более 5— 1О мкм, скорости в горловине могут быть снижены до 50 †1 м/с, что значительно снижает энергозатраты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
