Старк С.Б. - Пылеулавливание и очистка газов в металлургии (1044945), страница 21
Текст из файла (страница 21)
2и Центробежные форсунка. Работа центробежной фор- ф ~~ф, й ~00 в, сунки (рис. 51, а) основана ~./ /)~(~,~ (" на закручивании жидкости 425 50 в вихревой камере за счет тангенциального подвода жидкости, или в спирале- г~ " 0 2,0 4,0 дол, образном канале с последую- а 5 щим выбросом через сужаю- Рис. 2п центробежная форсунка щееся сопло. Благодаря вращательному движению жидкости по выходе из сопла поток жидкости разлетается по прямолинейным лучам, образуя полый конус, вследствие прекращения ограничивающего действия стенок.
В соответствии с теорией Г. Н. Абрамовича, скорость истечения ю„, м/с, и расход жидкости Г через форсунку находят по следующим формулам: Геометрическую характеристику форсунки Аф находят из выражения А,= 2йд /пд,„, (10-5) где и — число входных каналов, )с и д,„— размеры, показанные на рис. 51, а. Коэффициент заполнения сопла ср, угол раскрытия факела 2а и геометрическая характеристика форсунки Аф связаны между собой следующими зависимостями (1 — ч) Уз .
(10-6) ю1 Ч (~ — ч>) Уз (10-7) В случае распыливания реальной (вязкой) жидкости в выражения (10-4) и (10-6) вместо величины Аф подставляют эквивалентную геометрическую характеристику А„определяемую по формуле А= х "'в (10-8) 2 ~ "7 где Х„, — коэффициент трения; Х =. 1,051)сс„„, Яе, „— число Рейнольдса во входном канале форсунки, Яе„„== ш,„д„„!д,  — геометрический параметр; Ва = Я'и/г„;, В,„— площадь поперечного сечения входных каналов, м'. Параметры форсунки К, Ч~, 2к могут быть найдены по гра- фику (рис. 51, б). Для реальной жидкости вместо Аф нужно подставлять А,.
Для определения среднего размера капель г(„, получающихся при распыливании жидкостей центробежными форсунками, поль- зуются исключительно зависимостями, полученными в результате обработки экспериментальных данных методами теории подобия. Например, для центробежных форсунок с тангенциальным подво- дом воды предложена формула 4 78Аол)се — о т7.ац~ (!0-9) на Экспериментально установлено, что размер капель увеличивается с увеличением диаметра выходного отверстия Й, и вязкости жидкости р. С ростом давления перед форсункой рф разм~р капель уменьшается.
Распределение капель по размерам хорошо подчиняется логарифмически нормальному закону. 110 Для получения сплошного конуса распыления применяют форсунки с двойным подводом жидкости (рис. 52, а). При этом необходимо соблюдать правильное соотношение между вращающейся Рис.
52. Форсунки са сплошным конусом распыления: 7 — корпус; 2 — завнхритель жидкостью и жидкостью, подаваемой в осевую струю. Двойной подвод жидкости значительно увеличивает диаметр получающихся капель. Пневматические 4орсунки. дробление жвдкости в пневматических форсунках с центральным подводом жидкости (рис. 52, б) происходит за счет энергии а б В Рис. бэ. Форсуюги малой и средней производительностей; 1 — корпус; 2 — грибок; 3 — распылитель; 4 — прокладка; Б — накиднан гайка; б — винтовой аавихрнтель; 7 — вкладыш высокоскоростного потока газа или пара.
Жидкость поступает в форсунку либо под небольшим давлением, либо за счет эжектирующего действия газового потока. Расход энергии в пневматических форсуиках выше, чем в механических, однако удается получить более тонкое распыление жидкости.
При впешием смешении газа и жидкости средний размер капель может быть определен из вь>раятеиия - "- — А (10-10) где А, — козффициеит, зависящий от конструкции форсуики (А = 0,75 —:1,2); ш — скорость газа отпосительио жидкости, мтс; ов — диаметр выходного отверстия форсуики. Основные типы форсунок, притиеняемых в установках газоо ггстки. При малых расходах жидкости (до 200 кг)ч) обычно применяют форсунки Григорьева — Поляка (рис.
53, а) или Кертинга (рис. 53, б). Основным элементом форсунки Григорьева— Рис Вл Форсунни волынил ирвиввоЛительнести Поляка является грибок с проточенными в нем винтовыми канавками шириной 0,7 и глубиной 1,4 мм. Проходя через них, жидкость завихривается и выбрасывается через сопло. В форсунке Кертинга для придания жидкости врашательного движения используют винтовой завихритель. Меняя шаг винтовой линии и угол конусностн нзконечника, можно получать различную форму факела. Форсунка Лехлера (рис. 53, в) имеет среднюю производительность (до 1200 кг>ч). Жидкость через сквозное отверстие во вкладыше подается в кольцевой паз, откуда по винтовым каналам направляется к выходному отверстию диаметром 6 мм.
Большой производительностью (до 20 000 кг>ч) характеризуются эвольвентные форсунки (рис. 54, а) и форсунки с разбрызгиваюшим конусом (рис. 54, б). Большой диаметр выходного отверстия (до 25 мм) обеспечивает высокую производительность и надежность работы на оборотной воде. Однако грубое распыление жидкости не всегда допускает возможность их применения. Особенностью форсунок ВТИ (рис. 54, в) является двойной подвод воды (осевой и тангенциальный), что обеспечивает получение сплошного конуса распыления.
112 $ ЗЗ. БРЫЗГОУИОС И СЕПАРАЦИЯ КАПЕЛЬ ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА Газы, выходящие после очистки из мокрых пылеуловителей, всегда содержат некоторое количество влаги. Зта влага может присутствовать в газах в виде паров, смешанных с газом, и в виде капель, взвешенных в газе. Капельный унос в газах вреден, он вызывает коррозию и эрозию оборудования и трубопроводов, а также способствует образованию в различных участках газового тракта отложений, нарушающих норгйальную работу установки. Поэтому почти каждый пылеулавливающий аппарат мокрого типа снабжают сепаратором влаги, т.
е. каплеуловителем. ф~фввз гг ф~ Рис йй Элементы сепарапиоинык устройств о, б — горизонтальные, жзлюзийные, а — примотовный сепаратор Карбейта, г — гойгрированвые, ввзаные сетки, д — уголковые, с — вертикальные жалюзийные, зс — швеллерные При улавливании капель используют те же методы, что и при улавливании твердых частиц, однако при улавливании капель положение облегчается тем, что размеры капель воды, выносимых из мокрых пыйеуловителей, обычно значительно превышают размеры мелкодисперсной пыли. С другой стороны, при осаждении капли сразу агломерируются и отводятся из сепаратора в виде потока жидкости, что значительно упрощает эксплуатацию. Вследствие этого для сепарации капель обычно используют инерционные методы улавливания.
Инерционные насадочные сенараглоры. Для сепарации капель чаще всего используют насадки, составленные из различного рода элементов, которые устанавливают на выходе из пылеулавливающего аппарата. Эти элементы (рис. 55, а — ж) образуют слой толщиной 100 — 200 мм, они установлены наклонно нли вертикально, чтобы уловленные капли стекали по ним в сторону вывода жидкости из аппарата. Гидравлическое сопротивление Лр, Па, сепараторов влаги рассчитывают по обычной для однофазных потоков формуле: (10-11) где ~ — коэффициент сопротивления сепаратора, который для разли ных сепараторов принимается на основе опытных данных.
ЫЗ Оптимальная скорость в свободном сечении сепаратора может быть найдена из выражения !тот =- дс)Г(рж — рг) рг (10-12) где К, — постоянный коэффициент, принимаемый на основе экспериментальных данных; р„и р — плотности газа и жидкости соответственно, кг!мч. Для капель размерами е(, =: — 1 —:100 мкм с определенным допущением оптимальную скорость газа в инерционном сепараторе можно определять на основе закона Стокса, м!с ~крыл (10-13) где р„— динамический коэффициент вязкости газа; а — ускорение силы тяжести. Численные значения коэффициентов ~ и К, для различных насадок могут быть приняты следующими: д Сепаратор Карбейта .
. . .. . . . 5,5 0,305 Гофрированные вязаные сетки (толп!ива 100 ми) . . . . . . . . 1,8 О,!07 — О,!22 )Калюзийпые сепараторы . ... — 0,122 Из испытаний насадок следует, что наиболее эффективны насадки из проволочных сеток, дающие максимальную эффективность при минимальном гидравлическом сопротивлении. 'азы ! Газы о" 4уаабзлагатб 6 Рис.
56. Различные типы сепзрвторов: ! — внутренний пзтрубок; У вЂ” зввинрители, 3 — корпус, б — конус, б — сливной кврмзн, б — трубка для сбора уловлеиноп' жидкости; 7 — нывод ж едкости Центробежные и угловые сепараторы. В настоящее время широкое распространение получают центробежные сепараторы (рис. 56, а), главным элементом которых является завихритель, состоящий из радиальных пластин, установленных под опреде- 114 Эта величина определяет в процессе сепарации капель взаимодействие сил: центробежной, архимедовой и внутреннего трения.
В случае, если К„( 2 1О', то величина брызгоуноса, кг(кг, определяется из выражения та = 0,3 10 -"К,', ( — ) ' (10-15) если К„> 2 1О', то: щ .=6 1О'К'( — ") ' (10-16) По литературным данным, при скоростях газового потока в свободном сечении сепаратора в пределах 3 — 15 м!с эффективность улавливания капель размером >10 мкм составляет около 9904 при гидравлическом сопротивлении 25 — 500 Па. В установках с двумя трубами Вентури после первой по ходу газов трубы часто устанавливают угловой сепаратор (рис.
56, б), работающий за счет инерционных сил, возникающих при повороте газового потока на 90'. Он не требует специального места, так как его диаметр равен диаметру газохода, но способен улавливать только капли больших размеров. Циклонные сепараторы. В качестве каплеуловителей часто устанавливают циклоны различных типов. При скоростях в циклоне более 3,5 м!с в выхлопной трубе циклона ЦН-24 предусматривают разрыв с устройством для отвода жидкости, отделившейся в камере разрыва (рис.
56, в). Коэффициент сопротивления циклона ЦН-24 с разрывом в выхлопной трубе ь =- 70. $34. ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО МОКРЪ|Х ГАЗООЧИСТОК Вследствие запрещения сброса загрязненной воды в водоемы в мокрых газоочистках применяют оборотное водоснабжение, при котором в системах все время используется одна и та же вода, непрерывно очищаемая и охлаждаемая. Наряду с ликвИдацией НВ ленным углом ( — 60') к оси аппарата. Проходя через завихритель, находящийся во внутреннем патрубке, газовый поток приобретает вращательное движение, в результате которого капли жидкости за счет действия центробежных сил отбрасываются на стенку внутреннего патрубка. При выходе газа и жидкости из внутреннего патрубка жидкость отбрасывается на стенку внешнего патрубка и выводится из аппарата, а газ выходит из сепаратора через расширительный конус, который препятствует выносу брызг.
Основным критерием, определяющим условия сепарации капель, является величина К„, равная: Кч —— 0',щако'" и" (10-14) Ргнг загрязненных стоков оборотное водоснабжение дает огромную экономию потребления воды, которая обусловлена только необходимостью восполнения потерь воды, связанных с ее испарением и непроизводительными утечками. Сооружение цикла оборотного водоснабжения требует, однако, значительных капиталовложений и дополнительных энергозатрат, связанных с его эксплуатацией. Зто весьма удорожает стоимость очистки газа и делает ее соизмеримой со стоимостью очистки газа при применении наиболее совершенных сухих методов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
