Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури)
Скрубберы Вентури − наиболее эффективные из аппаратов мокрой очистки газов. В связи с непрерывно возрастающими требованиями к глубине очистки газовоздушных выбросов промышленных предприятий скрубберы Вентури постепенно становятся доминирующим видом мокрых пылеуловителей. Скруббер Вентури представляет собой трубу Вентури, в которую подводится орошающая жидкость, и установленный за ней каплеуловитель. Оба основных элемента скруббера могут монтироваться как раздельно (рис. 29, а), так и в одном корпусе (рис. 29, б).
Принцип действия скруббера Вентури основан на интенсивном дроблении газовым потоком, движущимся с высокой скоростью (порядка 40−150 м/с), орошающей его жидкости и осаждению частиц на образующихся каплях жидкости.
По конфигурации поперечного сечения трубы Вентури рассматриваемые скрубберы подразделяются на круглые и щелевые. Для малых расходов газов применяются главным образом круглые, для больших − щелевые, так как при диаметре горловины большем 0,25−0,35 м, первые не позволяют обеспечить равномерное распределение плотности орошения в ее поперечном сечении.
Рис. 29. Скрубберы Вентури:
а− с выносным каплеуловителем; б− с встроенным каплеуловителем; 1 − труба Вентури;
2 − циклон каплеуловитель; 3 − розеточное устройство; 4 − каплеосадительная камера
При больших расходах газов на очистку применяют групповые компоновки нескольких труб Вентури с небольшим круглым сечением или так называемые батарейные скрубберы Вентури (рис. 30), иногда скрубберы Вентури с предварительным дроблением орошающей жидкости и эжекторные скрубберы Вентури (рис. 31) со скоростью истечения жидкости в форсунке 15−30 м/c.
Рис. 30. Батерейный скруббер Вентури:
1 − корпус; 2 − ввод газов; 3 − трубы Вентури; 4 − провальные тарелки; 5 − оросительное устройство; 6 − каплеотбойник; 7 – отвод газов
Рис. 31. Принципиальная схема эжекторного скруббера: 1 − приемная камера; 2 − форсунка; 3 − онфузор; 4 − камера смешения;
5 − диффузор; 6 − насос; 7 – резервуар отстойник; 8 − выхлопной патробок
Туманоуловители
Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности волокон и пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести. Осаждение капель жидкости на поверхности волокон и пор происходит под действием всех ранее рассмотренных механизмов отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлементах.
Туманоуловители делят на низкоскоростные (vг≤0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузионного осаждения капель, и высокоскоростные (vг=2−2,5 м/с), где осаждение происходит главным образом под воздействием инерционных сил.
Фильтрующий элемент низкоскоростного туманоуловителя показан на
рис. 32. В пространство между двумя цилиндрами 3, изготовленными из сеток, помещается волокнистый фильтроэлемент 4, который крепится через фланец 2 к корпусу туманоуловителя 1. Жидкость, осевшая на фильтроэлементе, стекает на нижний фланец 5и затем через трубку гидрозатвора 6и стакана 7сливается из фильтра. Волокнистые низкоскоростные туманоуловители обеспечивают очень высокую эффективность очистки (до 0,999) газа от частиц размером менее 3 мкм и полностью улавливают частицы большего размера. Волокнистые слои формируются набивкой стекловолокна диаметром от 7 до 30 мкм или полимерных волокон (лавсана, ПВХ, полипропилен) диаметром от 12 до 40 мкм. Толщина слоя составляет 5−15 см. Гидравлическое сопротивление сухих фильтроэлементов равно 200−1000 Па, а в режиме очистки без образования твердого осадка − 1200−2500 Па.
Высокоскоростные туманоуловители имеют меньшие габаритные размеры и обеспечивают эффективность очистки газа от тумана с частицами менее 3 мкм, равную 0,90−0,98 при Δр=1500−2000 Па. В качестве фильтрующей набивки в таких туманоуловителях используются войлоки из полипропиленовых волокон, которые успешно работают в среде разбавленных и концентрированных кислот (Н2SO4, HСl, HF, H3PO4, HNO3) и сильных щелочей.
В тех случаях, когда диаметр капель тумана составляет 0,6−0,7 мкм и менее, для достижения приемлемой эффективности очистки приходится увеличивать скорость фильтрации до 4,5−5 м/с. Рост скорости фильтрации приводит к заметному брызгоуносу с выходной стороны фильтроэлемента (брызгоунос обычно возникает уже при скоростях 1,7−2,5 м/с). Значительно уменьшить брызгоунос можно применением брызгоуловителей в конструкции туманоуловителя.
Для улавливания жидких частиц размером более 5 мкм применяют брызгоуловители из пакетов сеток. Захват частиц жидкости в таких брызгоуловителях (рис. 33) происходит за счет эффекта касания и инерционных сил. Скорость фильтрации в брызгоуловителях не должна превышать 6 м/с.
Рис. 32. Фильтрующий элемент низкоскоростного туманоуловителя
Рис. 33. Высокоскоростной фильтр
Контрольные вопросы
1. Объясните назначение, принцип работы и устройство полых газопромывателей.
2. Принцип работы и устройство насадочного газопромывателя.
3. Принцип работы и устройство барботажных и пенных аппаратов.
4. Принцип действия и устройство газопромывателей ударноинерционного действия.
5. Устройство и принцип работы газопромывателей центробежного действия.
6. Принцип действия скоростных газопромывателей.
7. Назначение, конструкционные особенности низкоскоростных и высокоскоростных туманоуловителей.