Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Водопотребление и перепад давления в описанных скрубберах приведено на рис. IX-30—IX-32.
Для снижения потерь давления, наблюдаемого в скрубберах с трубами Вентури высокой эффективности разработана конструкция установки «Соливор», в которой основное внимание уделено конденсации на поверхности частиц, выступающих в роли капелек (рис. IX-33,а). Пылевидный материал поступает в верхнюю часть камеры, где происходит его насыщение жидкостью, распыляемой до мельчайших частиц, здесь же осаждаются крупные частицы. Затем насыщенные газы поступают в секцию трубы Вентури, где при увеличении скорости снижается давление и происходит дальнейшее испарение капель. Далее скорость газов снижается, а дав*-ление снова возрастает, в результате чего происходит конденсация влаги на поверхности частиц, частицы агломерируются и осаждаются при впрыске жидкости, распыленной до капель крупного размера. В отдельной секции перепад давления составляет всего лишь 250 Па, в то время как для четырехступенчатой установки перепад давления менее 1500 Па.
EOO 1600 ZWO 3200 Яроиэводительнотб, H3Zi
Рис. [X-32. Характеристика скрубберов Шютта — Кортинга с трубами Вентури, самостоятельно развиваю-
щих тягу [910]:
428
Рис. ІХ-ЗЗ. Конденсационный скруббер с трубами Вентури [466]:
а — схема отдельной ступени: I — впрыск жидкости тонкого распыления; 2— впрыск жидкости крупного распыления; 3—бак-отстойник; б — схема четырехступенчатого экспериментального пылеуловителя «Со-ливор»: 1 — выходы ступеней; 2 — раз-
боызгиваюшне устройства (0,40 л/с при у 47 кПа).
Эффективность данной ус® тановки высока. Например, концентрация твердых частиц в уходящих газах электропечей была снижена от 5,5 до 0,45 г/м3, что соответствует эффективности 99,1 %. Хотя данный скруббер характеризуется низким уровнем потребления первичной энергии для очистки газов, для ,повышения эффективности улавливания частиц необходимо обеспечивать тонкое распыление жидкости, что в свою очередь сопряжено с затратами энергии в виде сжатого воздуха или требует установки водяных насосов, поэтому чистая экономия энергии не так велика. Кроме того, следует учитывать, что уровень водопотребления в этой установке довольно высок.
8. ПЕННЫЕ СКРУББЕРЫ
Улавливание мелких частиц и газообразных веществ требует большой улавливающей поверхности. В качестве альтернативы было предложено заменить капельное разбрызгивание созданием пенной среды, которая является подходящим улавливающим агентом. Наиболее простым оборудованием, которое находит широкое применение в Советском Союзе [23], является скруббер с сетчатыми тарелками. Разработки в этой области в значительной мере основаны на работе Позина и др. [656], которые пришли к выводу, что эффективность улавливания веществ зависит не только от физических свойств пыли, но и от рабочих условий, определяемых высотой подвижного слоя пены на пластинах. Эти же авторы разработали эмпирические уравнения, которые могут быть использованы при проектировании пенных скрубберов.
Эффективность г] скрубберов этого типа по удалению пылевидных легко смачиваемых веществ может быть рассчитана по формуле
„ п/ V1 У-005 / Pnrf2^ \°.04
0,89U(Ae-Zib)2 J (^O') (IX.10)
429
Если пылевидные вещества трудно поддаются смачиванию, то используют формулу
,89
Ul
0,005 I рnd2U \ 0,235
(IX. II)
Tj = 0
8(hc—hb)2
где U — свободная объемная скорость газов, м/с; I — расход жидкости на тарелке; He — высота отверстия перетока, м; Ль — высота отражательной пластины, м; g — ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2; рп — плотность пыли, кг/м3; d — диаметр частиц пыли, м; ц — вязкость жидкости, Па-с; D' — диаметр отверстий в сетчатой тарелке, м.
По сообщениям советских исследователей, определенные преимущества в процессе улавливания могут быть достигнуты путем добавления поверхностно-активного реагента [962] в противоположность мнению, высказанному в работе, о которой идет речь ниже. Приведенная формула верна для слоя пены высотой от 40 до 200 мм; пена такой высотой наиболее применима в современной технологии. Экспериментальным путем было обнаружено, что апатитовая и нефелиновая пыль со средним размером частиц 20— 25 мкм при концентрации 2 г/м3 эффективно улавливалась слоем пены 60—100 мм, полное улавливание обеспечивалось при слое пены 200 мм.
Вслед за упомянутыми выше работами, выполненными советскими исследователям, Тахери и Кэлверт [849], несколько позже провели широкое лабораторное исследование процесса улавливания частиц гидрофильных и гидрофобных аэрозолей размером от 0,6 мкм до 10 мкм, используя для этого скрубберную секцию квадратного сечения со стороной 75 мм, а также круглую скрубберную колонну диаметром 50 мм. Расход газов составлял не менее 1050 кг/(м2-ч), расход жидкости от 2500 до 12500 кг/(м2-ч), диаметр отверстий сетчатой тарелки от 1,5 мм до 4,5 мм.
Экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что минимальная эффективность улавливания — около 5% — наблюдается для частиц размером 0,6 мкм, около 30%—для частиц 1,4 мкм и от 95 до 100% —для частиц размером 10 мкм. При повышении расхода газов эффективность улавливания частиц значительно улучшалась (например, для частиц размером 3 мкм увеличение расхода газов в три раза привело к повышению эффективности улавливания с 60 до 90%). В то же время при увеличении расхода жидкости результат был не столь эффективным (для частиц 3 мкм пятикратное повышение расхода привело к увеличению эффективности от 70 до 80%).
