МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАСЧЕТУ СКРУББЕРА ВЕНТУРИ

Мокрые пылеуловители просты в изготовлении и обслуживании и требуют небольших капитальных и эксплутационных затрат. Важным преимуществом мокрого способа очистки перед сухим является высокая эффективность очистки и компактность аппаратов.

Мокрое золоулавливание может быть осуществлено различными методами:

а) путем впрыскивания соплами и брызгалами воды в поток дымовых газов (капельное улавливание);

б) каскадным орошением;

в) посредством смачиваемых золоулавливающих поверхностей (пленочная сепарация).

Во многих золоуловителях используется для выделения частиц принцип силы инерции. В сухих золоуловителях пылинки, коснувшись стенки, могут быть снова унесены потоком газов. В мокрых золоуловителях благодаря наличию водяной пленки на стенках это невозможно.

Рисунок – 3 Мокрый пылеуловитель с трубой Вентури: 1 – вход газов; 2 – орошающее сопло; 3 – конфузор; 4 – горловина трубы Вентури; 5 – диффузор; 6 – корпус скруббера; 7 – смывные сопла; 8 – выход очищенных газов; 9 – гидрозатвор золоудаления

При промывке горючих запыленных газов с высоким начальным содержанием водяных паров холодной жидкостью происходят следующие явления. Во-первых, охлаждение газового потока вызывает конденсацию водяных паров на частицах летучей золы, что облегчает их улавливание. Во-вторых, водяные пары могут конденсироваться и на поверхности холодных капель. Движение молекул пара к каплям способствует перемещению к ним частиц пыли. Это и есть поляризационная диффузия.

наиболее эффективными процессами, является осаждение под действием сил инерции и теплового (броуновского) движения.

Далее рассмотрим некоторые конструкции, использующие мокрый способ золоулавливания.

На рис. 3 изображен «Скруббер-Вентури», впервые испытанный в 1947 году. Принцип его работы следующий. В горловину сопла Вентури впрыскивается вода под давлением 0,3–1,0 атм. Газы движутся с большой скоростью. Капли воды, попадая в быстро движущийся поток газов, разбиваются на мелкие брызги.

Получающийся таким путем вторичный аэрозоль по среднему диаметру частиц приближается к размеру мелких фракций.

Таким путем легко получить частицы средним диаметром 30-40 микрон. В расширяющейся части сопла Вентури происходит коагуляция частиц. Укрупненные частицы затем улавливаются в циклоне. Скорость газов в горловине 70-120 м/с. Создание вторичного водяного тумана в самой горловине обеспечивает высокую эффективность коагуляции частиц размером свыше 0,5 микрон. Для улавливания частиц менее 0,5 микрона турбулизация не имеет значения. Их улавливание происходит за счет броуновского движения.

Аппарат этой конструкции, работающий на очистке газов мартеновской печи от паров и окислов железа, имел коэффициент обеспыливания 98-99 %. При очистке доменного газа от частиц размером от 1 до 20 микрон был достигнут коэффициент обеспыливания от 99,9 до 99,99 %. При этом расход энергии на преодоление сопротивления аппарата составлял 1,3 кВт×ч. на 100 м³ очищаемого газа.

Основной недостаток этой конструкции, препятствующий внедрению ее в энергетические установки, - высокое сопротивление, превышающее 3500 Па.

В России внедрение аппаратов «Вентури-Скруббера» началось сравнительно недавно главным образом в металлургической промышленности - для очистки доменного газа, улавливания свинцовой пыли и др. Проведены не только стендовые, но и промышленные испытания этих установок. теоретической работой, а также внедрением этих аппаратов в промышленность в основном занимаются московские институты НИИОГАЗ, «Гипрогазоочистка», «Гинцветмет», УНИИХИМ, НИУИФ и др.

Поскольку доменные печи работают с избыточным давлением, это давление и используется в газоочистительном аппарате. Такие установки имеются, например, на Константиновском металлургическом заводе, Магнитогорском металлургическом комбинате и др.

Результаты испытания турбулентного газопромывателя на Магнитогорском металлургическом комбинате показали, что удельный расход воды составил 1,23–3,69 л/м³, скорость в горловине достигла 86,5–138 м/с, потеря давления 95–200 кПа. Такое высокое сопротивление аппаратов можно объяснить наличием избыточного давления.

В Чимкенте для улавливания свинцовой пыли установлен скоростной пылеуловитель, спроектированный Гинцветметом. Установка обеспечивает улавливание 96-97 % мелкой свинцовой пыли.

Недостатки этих установок те же, что и у аппаратов «Скруббер-Вентури» - высокое сопротивление.