Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 79
Текст из файла (страница 79)
В табл. У!11-11 указана эффективность этих фильтров по отношению к бактериям (1,0 мкм) и вирусам (0,03 мкм). ГЛАВА 1Х УЛАВЛИВАНИЕ ЧАСТИЦ В МОКРЫХ СКРУББЕРАХ Издавна известно эффективное действие дождя по удалению из атмосферы частицы пыли, находяшейся в воздухе во взвешенном состоянии. Идея этого природного процесса использована при разработке разнообразного оборудования мокрого скруббирования.
Принцип мокрого улавливания частиц имеет ряд преимушеств перед сухим улавливанием (уменьшение взрывоопасности), а также ряд недостатков, в основном связанных с коррозией элементов установки и необходимостью удаления жидких стоков. В сводном виде эти достоинства и недостатки 12591 представлены ниже: Сухое Мокрое Пренмущ 1.
Одновременно улавливаются дымовые газы и частицы ества 1. Получение конечнога продукта без дальнейшей очистки 2. Отсутствие коррозии 1п большинстве случаев) Недост 1. Крнсталлнзация растворимых веществ 2. Необходимость отстаивания в фильтрациониой установке нерастворимых материа- лов 392 2. Извлечение растворимых веществ, растворы могут халес поступать для очистки 3. Охлаждение н промывка горячих дымовых газов 4. Могут быть уловлены и нейтрализованы агрессивные газы и пары 5.
Отсутствие пожаро- и взрывоопасности в условиях применения подходящей промывочной жидкости (обычно воды) 6. Меньшие габариты установки, по сравнению с сухими улоиятелями 3. Уменьшение обьема хранилища навечного продукта 4. Применение сжигаемых фильтров для улавливания радиоактивнык отходов 6.
Длительный срок службы оборудования н высокаи эффективность улавливания частиц размером более 0,05 мпм атки !. Образование твердого брн. нега гигроскопических материалов, что создает трудности при иэилеченни 2. Ремонт установки и удаление сухой ныли могут быть опасными лля персонала 3, Удалеиие сбросиых вод, что вызывзет звтрудиевия 4. Укос туманов и пиров потоком уходящих гиков 5. Высокая влажность и иизкля точка росы промытого воздухи б. Трудиость смзчиввиия очень мелких частиц (доля микроиз), поэтому оии ие будут улввлввиться 7.
Проблемы коррозии 8. Замерзание жидкости в холодком климате 3. Огрвиичеииость примеиеиия средств иылеулзвливаиия в условиях высоких температур 4. Огрзиичеииость примевеиия йрв наличии коррозиоииых тумзиов ив иекоторых уста. иовквх (ивкример, помешеииа для мешочиых фильтров] 5.
Возможиость вторячиаго ззпылекия при удвлевви уловлеияой пыли Механизмы улавливания частиц в скрубберах и в фильтрах идентичны." инерционное столкновение, перехватывание и диффузия; они подробно обсуждены в гл. Ч11. Большое значение при улавливании частиц могут иметь также коцденсацио>п>ые эффекты и упос частиц потоком среды. Хотя на капельках жидкости во время распыления возникает нскоторый электростатический заряд, он, как было показано, является слишком слабым, чтобы играть важную роль в улавливании частиц [2561 за исключением тех случаев, когда капелькам жидкости специально сообщается заряд из внешнего источника 14631 Подобным же образом тепловое осаждение вряд ли может Г>ыть главной силой притяжения частиц, поскольку капельки жидкости летучи, а температурный перепад, необходимый для эффективного теплового осаждения, настолько велик, что эти капельки должны были бы испариться.
В системах, где используются оросительные башни и скрубберы для обработки горячих дымовых газов, они выполняют комплексную функцию охлаждения и увлажнения газов, а также улавливания крупных частиц, прежде чем газы поступят в соответствующую установку для удаления мелких частиц. Копденсацион»ый эффект имеет определенное значение в скрубберах Вентури, где дымовые газы предварительно насыщаются влагой при прохождении через зону пониженного давления в горловине трубы Вентури. Последующая их конденсация происходит в диффузоре, где снижается скорость потока и возрастает давление 14661 Частицы пыли выступают в роли ядер для конденсации паров; они агломерируются и легко отделяются в камере улавливания.
Увлечение частиц потоком газов приводит к необходимости их улавливания. Невозможно классифицировать скрубберы по главному механизму улавливания, который может быть различным в каждом отделы1ом случае. Это обусловливает конкретную область использования каждого типа скрубберов. Опытным путем было показано, что улучшение характеристик скруббера„ т. е. способность улавливать частицы по мере уменьшения их размеров, является функцией количества энергии, потребляемого установкой (752). Таким образом скрубберы с низким гидравлическим сопротивлением (иапример, скрубберы с разбрызгивающим устройством) улавливают крупные частицы, в то время как установки с большим перепадом давления (типа установок Вентури) эффективны в улавливании мелких частиц.
В данной работе скрубберы будут классифицироваться, во-первых, по способу образования капель, а во-вторых, по механизму улавливания капель. Так, например, в простых скрубберах с разбрызгивающим устройством капли формируются в результате распыления струй и улавливаются путем гравитационного притяжения. в то время как в центробежных скрубберах капли, также образовавшиеся в результате распыления струй, улавливаются центробежными силами. В других типах скрубберов используется струя газа, которая распыляет жидкость и приводит к образованию капель и брызг. Здесь не будут рассмотрены лишь уловители с орошением и увлажнением стенок, поскольку они служат, в первую очередь, для предотвращения уноса частиц, а не для улавливания частиц.
Эти установки рассматриваются исходя из характеристик механизма, служащего для улавливания частиц, Например, орошаемые циклоны эффективнее обычных циклонов. Е СКРУББЕРЪ| С РЛЗБРЫЗГИВЛНИЕМ Простейшим типом скруббера является башня с разбрызгивающим устройством. Капли жидкости образуются с помощью брызгальных сопел и, падая вниз, соприкасаются с восходящим потоком загрязненных дымовых газов. Для предотвращения уноса потоком газа капли должны быть достаточно крупными, чтобы скорость падения превышала скорость восходящего потока газов; фактически скорость капель составляет примерно 0,6 — 1,2 м/с. Капли размером менее 1 мм (если в скруббере используется вода) приобретают почти сферическую форму, и скорость их падения может сравниваться со скоростью падения сферических объектов в спокойном воздухе (см.
табл.'Ч-1). Поскольку диаметр капель жидкости, образующихся в распылительных скрубберзх, равен 0,1 — 1 мм, частицы, улавливаемые этими каплями, сравнительно велики, поэтому основными механизмами улавливания являются перехватывание и инерционное столкновение.
Отайрманд [801! рассчитал, что оптимальная эффективность улавливания путем инерционного столкновения для ка- 394 ! з д 7оо сн со Ъ' . гв агд Ъв в ф У,Ш ',о 1ОО гово гоооо //иаддтиор лаовдм Годы, иаж Рис. 1Х-1. Оптимальный размер капель пля улавливания с помошыо ииерциои- ного столкповеиия (в простой оросительной башне [ВОЦ): т — диаметр частиц амаи 1О мим; д — те жс, 7 мим. и — те жц а мим: е — те же, 3 мим: в — ги же. а мим.
пель, падающих под действием гравитационных сил в неподвижном воздухе, пе зависит от размера капли и происходит тогда, когда диаметр капли составляет 0,8 мм (рис. 1Х-1): капли диаметром 0,8 мм имеют скорость падения свыше 3 м/с, в то время как капли размером 0,4 мм падают с относительной скоростью 1,58 м/с, поэтому для простого скруббера с разбрызгиванием наиболее подходящим является сопло, выдающее капли чуть меньше 1 мм. Как было вьиспено, для этой цели наиболее подходят сопла с отражением струп (см. стр. 403 сл.), .поскольку они имеют прочную конструкцию и пе имеют тенденции засоряться или изнашиваться при рециркуляции скрубберной жидкости, содержащей твердые материалы (344).
На практике в скрубберах, используемых для очистки колосниковых газов (91 Ц, около 30 — 35о/з жидкости поступает иа рециркуляцию, что приводит к снижению нагрузки иа водоочистительную установку. Кроме того, существует мнение, — хотя и ие подтвержденное в настоящее время,— что содержание твердых веществ в скрубберной жидкости снижает поверхпосп1ое натяжение, улучшает смачиваиие и, таким образом, облегчает улавливание частиц. Типовой башенный скруббер больших размеров с разбрызгиваюшим устройством изображен на рис. 1Х-2. Диаметр конструкции 5 м, полезная высота 16 м; в первоначальном варианте по окружности башни были расположены пять оросительных колец, имеющие 14 — 1б сопел в каждом кольце (см.
рис. 1Х-2). Пропускная способность башни 50000 мз/ч при скорости потока газов около 0„75 м/с. Второй вариант компоновки (рис. 1Х-2, б) — такая же башня с девятью распылительнымм коническими соплами, расположенными в центре; этот вариант обеспечивал снижение конце1гпрации твердых веществ в дымовых газах от 2,2 до 0,22 г/ма, т. е. к. п. д. составил 90$ (по сравнению с 73% при расположении оросительных устройств по окружности). Срок службы центральных оросительных устройств 18 мес.; как выяснено, они дают наибольший эффект при использовании в скрубберных башнях диаметром до 7,5 м с пропускной способностью 200000 мв/ч (скорость потока газов 1130 м)с).
Расход воды на скрубберные башни может быть определен по данным на рис. 1Х-З, где показан удельный расход воды (в 1 и-е) для различных уровней концентрации на выходе на основе пара- рис. 1Х-2. Башсииый скруббер с оросительным устройством, расположеииыы по окружиости (а) и по оси (6) 13441.
396 Рис. 1Х-3. Улсльнос потребление волы простым башенным скруббером с разбрызгиванием 2344й г — С 2 г(мь 2 — 4 гагбг а б г,'и'. б — а МмГ 5 Ю г~мГ б— 12 йи'. метров концентрации па входе при улавливании пыли, содержащейся в колош~кыковых газах. дд а„е Испарение капело И г гб 6 Н Я Нгау, г,гбгб Когда противоточный мокрый скруббер работаст как гаэоохладитель, а также как уловитель твердых частиц, при его конструировании возникает ряд проблем, обусловленный испарением и уменьшением размера капель.
Для расчета колонны ее разбивают на ряд секций, каждая из которых имеет одно кольцо оросительных сопел. Затем, зная температуру газов и время пребывания капель в данной секции, определяют интенсивность испарения в данной зоне. В первую очередь рассматривают участок в верхней части колонны, куда вводят новые капли для орошения; здесь определяют параметры входящих газов. Определив интенсивность испарения в этой зоне, можно найти условия процесса в верхней части предпоследней секции, однако в этой секции имеются как вновь вводимые капли орошающей жидкости, так и стекающие частично испарившиеся капли.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
