Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Скорость потока и, выражается формулой процесса, Ланкастер и Страусс ~478) смогли доказать, что основными из них являются рост частиц и последующее улавливание путем столкновения. В отчете, выпущенном ранее Фаноу, Линдрусом и Лбельсоном ~247), сообщалось также о более совершенном процессе роста частиц в результате впрыскивания пара.
В работе Ланкастера и Страусса было доказано, что основные процессы конденсации н увеличения размера происходят в зоне перемешивания струи. Был также сделан вывод о том, что применение принудительной конденсации позволяет значительно усовершенствовать работу скруббера. Однако, вследствие относительно неэффективной утилизации пара, данная технология неэкономична за исключением тех случаев, когда есть возможность использовать дешевый отработанный пар низкого давления. Усовершенствование технологии впрыска и перемешивания пара позволит преодолеть указанные экономнчсские недостатки.
Другой принципиальный подход к оценке эффективности улавливания частиц основан на учете относительной скорости капли и газов непосредственно после освобождения капли в горловине трубы Вентури и ее разгона. Однако этот подход тоже не давал возможности вывести соотношение, которое можно применить к оценке эффективности скрубберов Вентури. В общих чертах очевидным является тот факт, что эффективное скруббированне непосредственно влияет на количество энергии, потребляемой в процессе очистки. Перепад кинетической энергии ЛЕ, при взаимодействии жидкости с газами может быть вычислен по формуле ЬЕа = —. 1 /лггпм (О.— 0 ) ~~х.й) а глг+ в, где гпо лм» вЂ” массы газов и жидкости соответственно, расходуемые в единицу времени; П, и о' — скорости газов и жидкостей перед столкновением по оси трубы Вентура.
Приведенное отношение показывает, что если жидкость впрыскивается перпендикулярно оси горловины трубы Вентури, то имеет место большая потеря шгергия, так ~как с' =О. Если же впрыск жидкости осуществляется из центрального сопла, направленного вниз, и жидкости сообщается высокая скорость О, объем потребляемой энергии значительно снижаегся. На практике основным различием между скрубберами с трубамм Вентури является спо.
соб введения жидкости и ее последующего удаления. Некоторые исследователи высказали предположение, что гидрофильность улавливаемой пыли играет важную роль в улавливаю щей способности скрубберов (особенно скрубберов Вентури). Однако было установлено, что добавление больших количеств смачивающего агента в процессе улавливания газовой сажи не дает желаемого эффекта. Исследование влияния смачивания в стандартных условиях для различных пылевидных материалов, которые, как правило, улавливаются в скрубберах, было проведено Вебером ~912). Он измерял скорость капиллярного подъема воды, Капиллярнмй ппдъем, нм/с.!Са 4 46 1О а Сажа иэ котла...., .
2570 Вагранка на горячем дутье основная 9,48 !О в нислотная 2,26 10-' Вагранка на холодном дутье 5,98 Доменная печь 46,8 Котел 96,3 Мелкий кварцевый песок, 192,6 Эти данные свидетельствуют о больших расхождениях в величинах капиллярного подъема, но соответствуют различиям в зффективности улавливания. Такое косвенное свидетельство подтверждает приведенную ранее мысль, что смачнваемость пыли или добавление смачивающего агента лишь незначительно влияет на технологию улавливания частиц, Поскольку смачиваюшие агенты могут отрицательно влиять на размер образующихся капель, их добавление может играть второстепенную роль [828).
Практическое нрииенение скрубберов с труб тии Вентури В конструкции, разработанной Энтони и др. [41Ц и получившей название скруббера Пиза — Энтони, жидкость впрыскивают под прямым углом в горловине трубы Вентури и удаляют в циклонной сепарационной камере (рис. 1Х-23,а) илн в циклонной осадительной камере с вводом турбинного типа (рис. 1Х-23, б). 2440 2680 2710 4680 2300 2510 Гаа Рис. !Х-23. Скруббер типа Пива-Энтони с таигеициальным впуском воды в се- парационную камеру 14!01 (о) и с вводом турбинного типа 13261 (б): 1 — сепаратор; 2 — гаситель вращения; Э вЂ” отверста» для ввода вадм !Ьда фунт/кв. дюйм): 2 — аак-птстпяннк 4!9 27' содержащей пыль, в трубке площадью сечения 0,5 см' и высотой 5 мм. Полученные результаты приведены ниже: Плппюсть, кг/ма 9947а Рис.
!Х-24. Скруббер типа «Поитифекс» с несколькими трубами Вентури и конической форсуикой, использующий примоточный циклоииый сепаратор: а — отдельнан труба с бгорсун«ой н сепарацнонной свкцнсй 4бйв б — общнй внд установки [4144 7 — труба Ввн. турн; у — направлнющнй аппарат; 3 — ножух напра«.
ряющего аппарат»; 4 — внхрвван труба; З вЂ” водяная камара 4щламп з — ««хлоп«а» труба; 7 — «амсра оба«во. ««ванна; 3 - агат«жной вснтнлятар; 9-- да~мова* труба Л ОантиЛлвуррут Во второй конструкции жидкость вводят через коническое сопло непосредственно под горловиной с последующим удалением с помощью прямоточного циклонного сепаратора «Понтифекс» 152) (рис.
1Х-24) или достаточно глубокого осадительного бака конструкции Ваагнера — Биро 1620) (рис. 1Х-25). В конструкции третьего типа струя направляется через горловину трубы Вентури и при использовании паровых и воздушных механических форсунок скруббер может развивать собственную тягу вместо того, чтобы газы нагнетались через горловину Веитури. Данная конструкция (рис. 1Х-26), разработанная Шютте и Кортингом )010), весьма аффективна при улавливании запахов н органических паров, однако обладает низкой эффективностью прн улавливании твердых частиц. Глаллщла, л/с Рнс.
1Х-25. Скруббер Ваагисра — Ви. ро с конической форсункой и не. сколькими трубами Веитури 16201: с — относи|ельные скорости газов, пыли и волы; б — коническая Еорсуяка с двумя конусамн (скеман а — общий вид; у — газы н пылевидные вещества; у — вода. В конструкции четвертого типа, разработанной фирмой «Свенска флактфабрикен» и именуемой С. Ф.-скрубберами Вентури (рис. 1Х-21), вода получает ускорение, проходя через конвертирующую секцию, где она образует на стенках водяную пленку. Вслед за этим вода переносится через горловину трубы Вевтури самим потоком газов. Окончательное направление движения сообщается воде с помощью выступа на краю горловины. Подвод жидкости не требует расхода мощности, однако перепад давления в потоке пара очень велик и равен примерно перепаду давления в скруббере Пиза — Энтони.
До настоящего времени С. Ф.-скрубберы с трубами Вентури широко применяются для очистки газов, выделяемых печами для выплавки карбида кальция, цементными обжиговыми печами и в процессе выплавки стали„ Когда струя конической формы впрыскивается перед горловиной Вентури, она, как сказано ранее, разрушается потоком пара. Это является первой стадией скруббирования газов крупными каплями жидкости, имеющими высокую скорость по отношению к потоку газов. Когда крупные капли входят в горловину трубы Вентури, высокая скорость среды в горловине разрушает их; мелкие капли, перемещающиеся вместе с потоком газов, обеспечивают улавливание частиц путем конденсации, агломерации и столкновения. По такой схеме расход жидкости выше, чем в скруббере Пи- 421 Водопад дпдлгппал Рис. 1Х-26.
Скруббер Шютте — Кортинга, самостоятельно риаииянюотий тягу 121о) о — схема скруббера; б — обшаи комиоиоала устаиоакн дли улаалиааинн газов, аьшелиемых котлами длн варки лака У вЂ” котлы; 2 — скруббср длн уланлиаанни ганса; а — ссиараянонная камера. за — Энтони, однако это увеличение компенсируется небольшим перепадом давления в установке. В последние годы для промышленного применения было разработано еще несколько установок скрубберного типа с трубами Вентурн. Одной нз таких установок является скруббер с погружным диском, разработанный фирмой <Рнсерч Коттрелл» (рнс. 1Х-28). Круглый диск, установленный коакснально в коническом вертикальном пылепрнемном отсеке, заливается жидкостью, которая сталкивается с распределительным конусом. В это время газы, пересекая диск н проходя по окружности секции, разбнвают жидкость сдвнгающнм усилием на капли размером 50— 150 мкм.
Диск может приводиться в движение вручную нлн автоматически с тем, чтобы в условиях изменяющейся объемной скорости прохождения газов поддерживать на постоянном уровне скорость среды в кольцевом пространстве. Диаметр промышленной установки колеблется от 0,3 до 2 м, высота Н от 2 до 6„5 м. Уолкер н Холл [899) сообщают об удовлетворительной работе скруббера с погружным диском, используемого для очистки газов печей для обжига известняка, мартеновских печей, кислородных конверторов н доменных печей. Объем очнщаемых газов изменялся от 34000 до 340000 ма)ч прн перепаде давления 10 кПа, концентрация взвесей в газах на выходе менее 0,2 г/ма, что соответствует эффективности очистки более 97%. Другой новой снстемой является установка «Кннпэктор» (фнрма «Америкэн Эйр Фнлтерс»), включающая трубу Вентурн со сравнительно узкой горловиной, в которую с обеих сторон вводят- 422 ся струи воды непосредственно перед горловиной; струи воды ограждены отражательными пластинами.
Для форсунок предусмотрены ручные или автоматические развертки, чтобы предотвратить засорение сопла твердыми частицами, содержащимися в рециркуляционной воде. Еше один тип промышленного скруббера с трубами Вентури, описанный Сторчем [82Ц и называемый скруббером с зеркальной схемой потока среды, используется в Чехословакии для улавливания ферромарганцевых паров и газов мартеновских печей с кислородным дутьем. В последнем случае была достигнута общая эффективность 97$ при перепаде давления 7 кПа, причем доля уловленных частиц размером менее 0,15 мкм составила 15озз, а доля частиц размером менее 0,5 мкм составила 65%; температура входящих газов составила 500'С.
Схема установки представлена на рис. 1Х-29. Из нее видно, что установка состоит из единого блока с трубой Вентури и циклонным отделителем капель. Подробная информация о промышленных установках может быть получена из литературы; в табл. 1Х-3 перечислены литературные источники, в которых дано описание конкретных случаев применения отдельных скрубберов. В табл. 1Х-4 приведена эффективность скрубберов Вентури, применяемых в промышленных установках. Скруббер с трубами Вентури, развивающий собственную тягу, нашел применение н используется до настоящего времени в Гну Мг дрсРЛМУ удигрлргте Рис. 1Х-27. С, Флскруббер Вентури с саморазбрызгиванием: г — уровень воды: у — выступ. направленный в сторону горловины трубы Вентурн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
