Полочний колонний екстрактор.

Колони з тарілками – перегородками різноманітних конструкцій. Перегородки мають форму або чергуючихся дисків і кілець, або глухих тарілок, або форму дисків з вирізами.

Відстань між поличками складає зазвичай 50 – 150 мм. Краплі, коалесцуючи, обтікають перегородки у вигляді тонкої плівки, омиваємої суцільною фазою. Інтенсивність масопередачі в полочних колонах декілька вище, ніж в розпилюючих, головним чином за рахунок їх секціювання за допомогою перегородок, що призводить до зменшення оберненого перемішування.

Мал. 1. Полочний колонний екстрактор:

а – з поличками типу диск-кільце;

б – з чергуючимися поличками типу І і ІІ.

РОТОРНО-ДИСКОВИЙ КОЛОННИЙ ЕКСТРАКТОР.

В середині корпусу 1 на рівній відстані один від одного закріплені нерухомо кільцеві перегородки 2. По вісі колони проходить вертикально вал з горизонтальними плоскими дисками, або ротор 3. який приводить в обертання за рахунок приводу 4. Диски ротора розміщені симетрично відносно перегородок 2, причому кожні дві сусідні кільцеві перегородки і диск між ними утворюють секцію колоии. Кільця і диски, що чергуються перешкоджають повздовжньому перемішуванню. До змішувальної зони колони дотикаються верхня 5 і нижня 6 відстойні зони. Одна з фаз (наприклад легка) диспергується за допомогою розподілювача 7, а далі багатократно дробиться (редиспергується) за допомогою дисків ротора в секціях колони. Після перемішування фази частково розділяються внаслідок різниці густин при обтіканні їми кільцевих перегородок, що обмежують секції колони. При цьому легка фаза піднімається до верху, аважка фаза опускається до низу і захоплюється відповідними дисками ротора для наступного перемішування.

Мал. 1. Роторно-дисковий екстрактор:

1 – корпус; 2 – кільцеві перегородки;

3 – ротор; 4 – привід; 5, 6 – відстійні зони;

7 – розподілювач легкої фази.

БАТАРЕЙНИЙ ЦИКЛОН

Для очищення великих кількостей запилених газів замість циклона великого діаметра застосовують кілька циклонних елементів значно меншого діаметра (їх монтують в одному корпусі). Такі циклони називаються батарейними циклонами, чи мультициклонами.

На мал. 1 показаний батарейний циклон, що складається з паралельно працюючих циклонних елементів, змонтованих у загальному корпусі 1. Запилений газ через вхідний патрубок 2 попадає в газорозподільну камеру 3, обмежену трубними гратами 4 , у яких герметично закріпленні циклонні елементи 5. Газ рівномірно розподіляється по окремих елементах , дія яких заснована на тім же принципі, що і робота звичайних циклонів. Очищений газ виходить з елементів у загальну камеру і видаляється через патрубок 6. Пил збирається в конічному днищі (бункері) 7.

Мал. 1. Батарейний циклон:

1 – корпус циклона; 2 – вхідний патрубок;

3 – горизонтальна камера; 4 – трубні фати; 5 – циклонні елементи;

6 – вихідний патрубок для очищення газу;

7 – конічне днище (бункер).

Пристрій циклонних елементів показаний на мал.. 2. Газ надходить в елементи не тангенціально, а зверху через кільцевий простір між корпусом 1 і вихлопною трубою 2. У кільцевому зазорі встановлено лопатевий пристрій, що закручує, у виді «гвинта» (мал. 2, а), що має дві лопати, нахилені під кутом 25⁰ чи розетки (мал. 2, б) з вісьма лопатками, розташованими під кутом 25⁰ чи 30⁰. За допомогою такого пристрою забезпечується обертання газового потоку. Пил з елемента засипається через патрубок для відводу пилу 4 у загальну пило збірну камеру апарату.

Широко розповсюджені батарейні циклони, що виготовляються з нормалізованими елементами діаметром 100, 150 і 250 мм; вони розраховані на очищення газів зі змістом пилу 0.05 – 0.1 кг/м³. Ступінь очищення газу в батарейних циклонах трохи відрізняється від ступеня очищення його в звичайних циклонах і складає 65 – 85% (для частинок діаметром 5 мкм), 85 – 90% (для частинок діаметром 10 мкм) і 90 – 95% (для частинок діаметром 20 мкм).

А б

Мал. 2. Елементи батарейного циклона:

а – елемент з пристроєм, що закручує, «гвинт»;

б – елемент з пристроєм, що закручує, «розетка»;

1 – корпус елемента; 2 – вихлопний патрубок;

3 – пристрій, що закручує; 4 – патрубок для відводу пилу.

Для нормальної роботи батарейного циклону необхідно, щоб усі його елементи мали однакові розміри, а газ, що очищається – рівномірно розподілявся між елементами. У цих умовах гідравлічний опір елементів буде однаковим. Батарейні циклони доцільно застосовувати, пил, що коли уловлюється, має достатню сипкість і виключена можливість присипання до стінок апарату, що ускладнювало б очищення елементів.

Батарейні циклони зазвичай використовують, коли витрати запиленого газу великі і застосування декількох звичайних циклонів менш економічне.

Циклони усіх видів відрізняються простотою конструкції (не мають частин, що рухаються) і можуть бути використані для очищення хімічно активних газів при високих температурах. У порівнянні з апаратами, у яких відділення пилу здійснюється під дією сил ваги чи інерційних сил, циклони забезпечують більш високий ступінь очищення газу, більш компактні і вимагають менш капітальних витрат.

До недоліків відносяться: порівняно високий гідравлічний опір (400 – 700 н/м², чи 40 – 70 мм вод. ст.), невисокий ступінь уловлювання частинок розміром менше за 10 мкм (70 – 95%), механічне стирання корпуса апарату частками пилу, чутливість до коливань навантаження по газу.

У циклонах рекомендується уловлювати частинки пилу розміром більше 10 мкм.

ПИЛООСАДЖУЮЧА КАМЕРА

Очищення газів від пилу під дією сил ваги роблять у пило осаджуючих камерах (мал. 1). Запилений газ надходить у камеру 1, усередині якої встановлені горизонтальні перегородки (полки) 2. Частки пилу осідають з газу при його русі між полками, відстань між якими звичайно складає - 0,1 – 0,4 м. При такій невеликій висоті каналів між полками зменшується шлях часток пилу, що осаджуються. Разом з тим наявність полиць дозволяє збільшити ефективну поверхню осадження часток. Зменшення шляху часток і збільшення поверхні осадження сприяють зменшенню часу осадження і, одже, підвищенню ступеня очищення газу і продуктивності камери. Однак швидкість потоку газу в камері обмежена тим, що частки пилу повинні встигнути осісти до того, як вони будуть винесені потоком газу з камери.

Мал. 1. Пило осаджуюча камера:

1 – камера; 2 – горизонтальні перегородки (полки);

3 – відбивна перегородка; 4 – двері.

Газ, пройшовши полки, обгинає вертикальну відбивну перегородку 3 (при цьому з нього осаджується під дією сил інерції додатково деяка кількість пилу) і віддаляється з камери. Одночасно відбивна перегородка сприяє більш рівномірному розподілу газу між горизонтальними полками камери, тому що в цьому випадку гідравлічний опір каналів між ними однаково. Пил, що осів на полках, періодично видаляється з них вручну спеціальними шкребками через двері 4 у боковій стінці або змивається водою. Для безупинного очищення газу від пилу камеру поділяють на два самостійних відділення або встановлюють дві паралельна працюючі камери. В одному відділенні (чи в одній камері) відбувається очищення газу, у цей же час інше відділення (камера) очищається від осілої в ньому пилу.

Під дією сили ваги вдається досить повно виділити з газу лише великі частки пилу. Тому пило осаджуючі камери використовують тільки для попереднього, грубого очищення газів, що містять частки пилу великих розмірів (>100 мкм). Ступінь очищення газу від пилу в цих апаратах звичайно не перевищує 30 – 40%. В даний час пило осаджуючі камери через їхню велику громіздкість і порівняно малу ефективність витісняються іншими апаратами, у яких застосовуються більш вдосконалені способи очищення газу.

ВІДСТОЙНИЙ ГАЗОХІД

Всі відстійники для пилу являють собою безперервно та на пів безперервно діючі апарати. Газовий потік проходить через апарат безперервно, а пил вивантажується з нього або безперервно, або періодично.

Найпростішим відстійником є відстойний газохід – розширена частина газопроводу (мал. 1). Відстойний газохід споряджається перегородками 1 та збірниками пилу 2. Завдяки наявності перегородок газовий потік завихрюється, і виникаючі при цьому центр обіжні сили сприяють осадженню частинок пилу. Із збірників пил вивантажується періодично.

Мал. 1. Відстойний газохід:

1 – перегородка; 2 – збірник пилу.