Пінні пиловловлювачі

Основним конструктивним елементом пінного пиловловлювача (рис. 5.4, а; 5.4, б) є решітка (тарілка), яка разом з піною на ній служить полицею апарата. Решітки бувають дірчасті, щілинні, трубчасті та колосникові.

а) б)

Рисунок 5.4 – Барботажнопінний пиловловлювач з провальною (а)

і переливною (б) решітками: 1 – корпус; 2 – шар рідини і піни;

3 – решітка

Існують одно- і багатополичні апарати як з провальними, так і з переливними решітками. В таких апаратах газ на очищення надходить під решітку, проходить крізь отвори в ній і, барботуючи через шар рідини і піни, очищається від частинок пилу за рахунок осадження частинок на внутрішній поверхні газових бульбашок. Режим роботи апаратів залежить від швидкості подання газу під решітку. При швидкості до 1 м/с спостерігається барботажний режим роботи апарата. Подальше збільшення швидкості газу в корпусі апарата до 2...2,5 м/с супроводжується виникненням пінного шару над рідиною, що приводить до підвищення ефективності очищення газу. Вільний переріз решітки складає 0,1...0,4 м²/м² площі перерізу апарата.

Розроблено і освоєно промисловістю 12 типорозмірів пиловловлювача ПАСС марки ПВП (табл. 5.4) діаметром 600...2500 мм, продуктивністю для газу 3...90 тис. м³/год, а також 8 типорозмірів марки АК (з відцентровим стабілізатором-закручувачем).

Залежно від властивостей вловлюваного пилу вони мають швидкість газів м/с, гідравлічний опір 100...1900Па, питомі витрати ріди-ни 0,6...0,8 кг/м³.

Для очищення аспіраційного повітря і газів від пилу, який не схоп-люється у воді, застосовується гідравлічний пиловловлювач ГДП (рис. 5.5), основні технічні характеристики якого наведені в табл. 5.4. Газопромивник є апаратом безперервної дії з внутрішньою циркуляцією рідини і періодич-ним вивантаженням вловлених продуктів у вигляді шламу чи розчинів.

Таблиця 5.4– Технічні характеристики газопромивників

Запилений газ спочатку надходить в простір під решіткою, захоплює частину рідини, а потім, пройшовши отвори решітки зі швидкістю 10...12 м/с, контактує з шаром турбулізованої піни. Для забезпечення рівномірного розподілення газу у вільному перерізі решітки її отвори виконані зі збільшенням діаметра з віддаленням отворів від вхідного пат-рубка.

Очищений від пилу газ проходить через краплевіддільник і через вихідний патрубок відводиться в атмосферу. Вловлений пил у вигляді шламу осаджується в бункерній частині й через вивантажувальний прист-рій періодично видаляється з апарата.

При виборі та розрахунку пінного апарата враховуються витрати активного газу, властивості вловлюваного пилу і умови, необхідні для створення стійкої роботи пінного шару в пиловловлювачі.

Площа перерізу апарата , м² , знаходиться за формулою:

. (5.10)

Діаметр корпусу апарата розраховуємо за формулою:

. (5.11)

Лінійну швидкість газу приймаємо, виходячи з умов оптимального режиму роботи пиловловлювача (в даному випадку м/с). При більшій швидкості контакту систему оснащують системою подвій­ної стабілізації піни.

Витрати рідини на зрошення , м³/год, будуть складати

(5.12)

де – густина зрошення (для середньо розчинних газів м³/(м² ∙год) ; для погано розчинних газів м³/(м²∙год).

Знаходимо число решіток , шт., в апараті

(5.13)

де – рекомендована висота пінного шару на кожній решітці апарата (приймається 400…500 мм).

Відстань (крок) між отворами , м, решітки

- при ромбічному розбитті (симетричне розміщення отворів на ре-шітці)

, (5.14)

- при рядковому і квадратному

, (5.15)

де – діаметр отворів в решітці, приймається рівним 4…8 мм;

– вільний переріз решітки, м²/м².

визначаємо з емпіричної залежності

(5.15а)

де – еквівалентний діаметр отворів в решітці.

При виготовленні решіток з окремих пластин відстань між квад-ратними отворами

. (5.16)

Ширина пластин або відстані , м, між краями отворів

. (5.17)

Загальний гідравлічний опір ∆Р, Па, пінного апарата визнача­ється за формулою

(5.18)

де – гідравлічні опори відповідно сухої решітки, шару піни, корпусу апарата і опір силам поверхневого натягнення рідини.

Рисунок 5.5 – Газопромивник типу ГДП-М:

1 – корпус; 2 – відцентровий краплеуловлювач; 3 – патрубок для підли-вання води; 4 – патрубок вхідний для газу; 5 – тарілка; 6 – гідрозатвор;

7 – регулятор рівня води; 8 – шар турбульованої піни

Таблиця 5.5 – Технічні характеристики газопромивників типу ПВПР

Н* – висота апарата з однією тарілкою (без середньої секції)

Гідравлічний опір сухої решітки , Па, знаходиться за формулою (при м²/м²)

(5.19)

де – коефіцієнт місцевого опору решітки, приймається рівним 1,45 для дрібнодірчастої і великодірчастої решіток.

Для трубчастої решітки цей коефіцієнт залежить від ширини щілини і зовнішнього діаметра труб

(5.20)

Гідравлічний опір шару піни знаходиться за такими формулами:
- для дрібнодірчастої решітки

; (5.21)

- для трубчастої решітки

; (5.22)

- для великодірчастої решітки

. (5.23)

Гідравлічний опір на подолання сил поверхневого натягання рідини _, Па, визначається за формулами:

- для дірчастої решітки

; (5.24)

- для трубчастої решітки

, (5.25)

де – поверхневе натягнення (для води при температурі +25 °С

H/м ).

Гідравлічний опір на подолання сил поверхневого натягнення для великодірчастої решітки незначний і ним можна знехтувати. Гідравлічний опір корпусу апарата , Па, рівний

(5.26)

де – коефіцієнт місцевого опору апарата, віднесений до швидкості газу в повному перерізі, рівний 15 для апарата без краплеуловлювача і 28 для апарата з влаштованим жалюзійним краплеуловлювачем.

Таким чином, загальний гідравлічний опір протиструминних апаратів з великодірчастими решітками при м²/м² розраховується за формулою :

. (5.27)

Фракційна ефективність пиловловлювання , %, пилу

, (5.28)

де – поверхня контакту фаз, віднесена до 1 м² решітки:

. (5.29)

Загальна ефективність пиловловлювання в апараті

. (5.30)