Научная библиотека
Клуб читателей
Вычисления в дробях
Информационный ассистент
sc_lib@list.ru

Поиск в библиотеке:
Книжная полка
популярных научных изданий
Science4You
Логин:
Пароль:
Регистрация
<< Предыдущий параграфСледующий параграф >>

< Назад
Далее >

Для отображения сканов страниц необходимо включить JavaScript в настройках браузера.

< Назад
Далее >
<< Предыдущий параграфСледующий параграф >>

Макеты страниц

2.7. Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури)

Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури) объединяют большую группу аппаратов, общим для которых является наличие трубы-распылителя, в которой осуществляется интенсивное дробление газовым потоком, движущимся с высокой скоростью (порядка 40—150 м/с), орошающей его жидкости и установленного за ней кап-леуловителя. Первоначально в качестве трубы-распылителя использовалась труба Вентури в ее чистом виде, откуда и появилось название газопромывателей подобного типа.

Действие трубы-распылителя аналогично работе пневмофорсунки, и применение трубы Вентури обеспечивало минимальные (не связанные с распылом) гидравлические потери при прохождении газом распыливающего устройства. Однако по конструкционным соображениям довольно часто приходится отказываться от строгого выполнения трубы-распылителя в виде трубы Вентури, а в некоторых случаях ее конструкция практически ничем не напоминает последнюю. Тем не менее название этой группы мокрых пылеуловителей — скрубберы Вентури — прочно закрепилось в технической литературе.

Скрубберы Вентури — наиболее эффективные из аппаратов мокрой очистки газов. Осаждению частиц на каплях орошающей жидкости способствуют высокие относительные скорости между ним в трубах-распылителях.

Разработан большой ряд конструкций скрубберов Вентури (рис. 2.47).

Скрубберы Вентури с центральным (форсуночным) орошением (см. рис. 2.47, а). В скрубберах подобного типа подача орошающей жидкости осуществляется форсунками, установленными перед конфузором или непосредственно в нем. Давление перед форсунками обычно составляет от 0,2 до 0,3 МПа. В основном применяются центробежные (механические эвольвентные, цельнофакельные и другие) форсунки.

Скрубберы Вентури с периферийным орошением (см. рис. 2.47, б). Периферийная подача орошающей жидкости используется при орошении через конфузор или горловину.

Скрубберы Вентури с пленочным орошением (см. рис. 2.47, в). Для предотвращения образования отложений на стенках конфузора и диффузора при орошении трубы сильно загрязненной оборотной жидкостью предложена пленочная подача жидкости. Такая подача может применяться как совместно с подачей через форсунки или периферийной, так и самостоятельно, главным образом в щелевых трубах-распылителях.

Для обеспечения лучшего контакта газов с жидкостью по периметру горловины трубы с пленочным орошением рекомендуется предусматривать уступ. Для труб-распылителей с пленочным орошением большое значение имеет диаметр

Рис. 2.47. Конструкция труб-распылителей: а — центральный (форсуночный) подвод орошения; б — периферийное орошение; в — пленочное орошение; г — бесфорсуночное орошение.

или ширина горловины. Размер максимально возможного диаметра или ширины горловины зависит от скорости газов, однако не рекомендуется принимать его больше 100 мм.

Скрубберы Вентури с подводом жидкости за счет энергии газового потока (см. рис. 2.47, г) еще называют бесфорсуночными скрубберами Вентури. Они применяются в качестве абсорберов, но могут использоваться и для пылеулавливания, особенно при орошении оборотной жидкостью с большим количеством взвеси.

Газы, подаваемые на очистку, контактируют с поверхностью жидкости, находящейся в приемной чаше или другой емкости, захватывают и увлекают жидкость за собой в виде брызг и капель в трубу-распылитель.

Гидравлическое сопротивление аппарата увеличивается с возрастанием удельного орошения, которое может быть обеспечено за счет повышения как скорости газа (при постоянном уровне жидкости), так и уровня жидкости (при постоянной скорости газа). Так, при скорости газов в горловине трубы-распылителя 50-60 м/с увеличение удельного орошения с 0,8 до 3,3 л/м3 приводит к росту гидравлического сопротивления аппарата с 700 до 3 тыс. Па. Гидравлическое сопротивление бесфорсуночной трубы-распылителя ниже, чем у трубы-распылителя с форсуночным или периферийным орошением при одних и тех же значениях удельного расхода орошающей жидкости и скорости газов в горловине. Это объясняется худшим дроблением капель в этом аппарате, что приводит, в свою очередь, к более низкой его пылеулавливающей способности.

С аэродинамической точки зрения оптимальная конфигурация трубы Вентури (рис. 2.48) обеспечивается

Рис. 2.48. Нормализованная труба Вентури: 1 — конфузор; 2 — горловина; 3 — диффузор

при следующих соотношениях размеров ее элементов:

Однако по конструктивным соображениям определенное применение нашли также трубы с размерами, отличными от оптимальных. Например, при компоновке батарейных скрубберов Вентури используются трубы Вентури с углом сужения конфузора 63е и с укороченным диффузором; в ряде установок применяются трубы Вентури с удлиненными горловинами , где — эквивалентный диаметр горловины, м.

В зависимости от поставленной задачи основные элементы аппарата (труба-распылитель и каплеуловитель) компонуются раздельно или в едином корпусе (рис. 2.49 и 2.50).

Рис. 2.49. Скруббер Веитури с выносным каплеуловителем: 1 — труба-распылитель; 2 — циклон-каплеуловитель

Рис. 2.50. Скруббер Вентури с регулируемым сечением кольцевой горловины: 1 — форсунка; 2 — конфузор; 3 — горловина; 4 — регулирующий конус; 5 — диффузор; 6— направляющий шток; 7 — центробежный завихритель; 8 — корпус каплеуловителя; 9 - люк

Высоконапорные трубы Вентури (табл. 2.15) предназначены для обеспыливания газов с температурой до 400 °С и концентрацией пыли до 30 г/м3; допустимое содержание взвеси в оборотной воде - 0,5 г/л.

Унифицированный рад скрубберов Вентури с кольцевым сечением горловины (табл. 2.16) имеет такие же технические требования по концентрации пыли и содержанию взвеси в орошающей жидкости, как высоконапорные аппараты.

На рис. 2.51 приведена конструкция скруббера Вентури, в котором регулирование скорости газа в горловине осуществляется вставкой с эллиптическим обтекателем.

Трубы Вентури по конфигурации поперечного сечения подразделяются на круглые, щелевые и кольцевые.

Рис. 2.51. Скруббер Вентури с эллиптическим обтекателем: 1 — труба-распылитель; 2 — регулируемая вставка с эллиптическим обтекателем; 3 — циклон-каплеуловитель; 4 — конический центробежный завихритель

Круглые трубы Вентури имеют преимущественное распространение при малых объемах очищаемых газов. При больших объемах газов целесообразно применять трубы Вентури с кольцевой горловиной с центральным подводом орошения или щелевые с пленочным орошением.

Иногда при больших объемах очищаемых газов применяются батарейные или групповые компоновки скрубберов Вентури.

Достоинством батарейной и групповой компоновок является возможность отключения части труб при переменных расходах газов, т.е. ступенчатое регулирование. Однако вопрос регулирования может решаться также с помощью труб с переменным сечением горловины,

Таблица 2.15. Технические показатели типоразмерного ряда высоконапорных труб Вентури (см. скан)

Таблица 2.16. Техническая характеристика скрубберов Вентури с кольцевой горловиной

байпасированием части газов и изменением удельного орошения.

Регулировка производится в соответствии с существующей зависимостью между степенью очистки газов и гидравлическим сопротивлением трубы Вентури, согласно которой при постоянном гидравлическом сопротивлении степень очистки газов остается практически неизменной. Поэтому при изменении количества очищаемых газов важно поддерживать постоянное гидравлическое сопротивление. Это возможно либо путем сохранения постоянной скорости газов в горловине трубы, либо путем изменения величииы удельного орошения.

Второй способ регулирования менее удобен, так как пропорционально удельному орошению в первой степени, а скорости газов в горловине — в квадрате.

По гидродинамическим характеристикам скрубберы Вентури можно условно подразделить на высоконапорные и низконапорные. Первые применяются для тонкой очистки газов от микронной и субмикронной пыли и характеризуются высоким гидравлическим сопротивлением (до 20—30 тыс. Па); вторые используются главным образом для подготовки (кондиционирования) газов перед другими пылеулавливающими

аппаратами и для очистки аспирационного воздуха; их гидравлическое сопротивление не превышает 3—5 тыс. Па. Для работы в низконапорном режиме иногда используются трубы Вентури с удлиненными горловинами. В этом случае более глубоко протекают процессы охлаждения газов.

На рис. 2.52 и 2.53 приведены регулировочные характеристики скрубберов Вентури с эллиптическим и коническим обтекателями.

Рис. 2 52. Регулировочная характеристика скруббера Вентури с эллиптическим обтекателем

Рис. 2.53. Регулировочная характеристика скруббера Вентури с коническим обтекателем

Гидравлическое сопротивление и эффективность скрубберов Вентури. Гидравлическое сопротивление скрубберов Вентури складывается из гидравлических сопротивлений трубы-распылителя и каплеуловителя, причем основная часть потерь энергии приходится на трубу Вентури.

Гидравлическое сопротивление трубы-распылителя (в Па) при подаче в нее орошающей жидкости удобно рассматривать как сумму слагаемых:

где — гидравлическое сопротивление трубы-распылителя, обусловленное движением газов (без подачи орошения), Па; — гидравлическое сопротивление трубы-распылителя, обусловленное вводом орошающей жидкости, Па.

Гидравлическое сопротивление сухой трубы-распылителя (в Па) определяется по формуле

где — коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы-распылителя;

- скорость газов в горловине при условиях по температуре и давлению на выходе из трубы-распылителя, плотность газов при тех же условиях,

Коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы-распылителя с круглой и прямоугольной горловиной длиной эквивалентный диаметр горловины, принимается в пределах от 0,12 до 0,15. Для труб-распылителей прямоугольного и круглого сечения с длиной

горловины этот коэффициент может быть рассчитан из выражения:

где число Маха; — скорость звука, м/с. Выражение (2.35) справедливо при скорости газов в горловине до 150 м/с, причем обе скорости и D в) принимаются при условиях по температуре и давлению на выходе из трубы-распылителя.

Гидравлическое сопротивление труб-распылителей (в Па), обусловленное вводом орошающей жидкости, рассчитывается по формуле:

где — коэффициент гидравлического сопротивления, учитывающий ввод в трубу-распылитель орошающей жидкости; — удельный расход орошающей жидкости, ;

плотность орошающей жидкости,

Коэффициент определяется из выражения:

где А, В — эмпирические коэффициенты, значения которых для некоторых типов труб-распылителей приведены в табл. 2.17.

Гидравлическое сопротивление скруббера Вентури при подаче орошения непосредственно в горловину под прямым углом к потоку газов может быть оценено по номограмме, приведенной на рис. 2.54.

Таблица 2.17. Значения коэффициентов А и 1 + В в формуле (2.37)

Рис. 2.54. Номограмма для определения гидравлического сопротивления трубы-распылителя при подводе жидкости под прямым углом в горловину при различных удельных расходах жидкости : 1- ; 2 - ; 3 - ; 4 - ; 5 - .

Эффективность пылеулавливания в скрубберах Вентури. Наибольшее влияние на эффективность улавливания оказывают скорость газов в горловине трубы Вентури и удельное орошение. Оптимальное соотношение между скоростью газов в горловине трубы-распылителя и удельным орошением специфично для каждой пыли и в значительной мере зависит от ее дисперсного состава. Обычно удельное орошение колеблется в пределах от 0,5 до 1,5 л/м3 газов.

Оценка эффективности скруббера Вентури может быть проведена с помощью формулы (2.5) при небольших значениях удельного орошения и по формуле (2.6) при При расчетах по формулам (2.5) и (2.6) скорость газов относительно капли принимается равной скорости газов в горловине трубы-распылителя, диаметр капли рассчитывается по формуле Таназавы—Нукиямы, характеризующей средний диаметр капель, образующихся при распыле жидкости пневматической форсункой:

Так как отношение обычно мало, величина практически определяется первой частью уравнения, т.е. почти не зависит от вязкости жидкости. Считается, что при скорости газов в горловине трубы-распылителя выше 60 м/с точность формулы (2.38) весьма высока. Ошибка становится значительной при скорости газов ниже 30 м/с.

Более точные методы определения эффективности скрубберов Вентури базируются на энергетическом методе расчета.

Энергетический метод расчета пылеуловителей. Общий расход энергии на обработку определенного объема газов в единицу времени (суммарная энергия контакта или, иначе, соприкосновения двух фаз: газ — жидкость) при энергетическом методе расчета включает в общем случае три составляющие: энергию газового потока, характеризующую степень турбулизации газожидкостного потока в аппарате; энергию жидкостного потока, характеризующую степень диспергирования жидкости, и механическую энергию вращающихся элементов конструкции, проявляющуюся у динамических газопромывателей.

Общий расход энергии в мокрых пылеуловителях больше суммарной энергии соприкосновения, так как включает потери на трение в газоходах, вентиляторах, насосах и т.д.

В затраты энергии соприкосновения не должны входить затраты энергии, идущие на создание движения газового потока.

Затраты энергии на осуществление мокрой очистки газов от пыли (энергия соприкосновения), выражаемые обычно в газов, определяются по формуле:

где гидравлическое сопротивление аппарата, Па; напор распыливаемой жидкости, Па; мощность вращающегося механизма, расходуемая на контактирование газов с жидкостью, расходы жидкости и газа соответственно, применении скруббера Вентури включает в себя гидравлическое сопротивление трубы Вентури и каплеуловителя.)

Влияние на каждого слагаемого в правой части выражения (2.39) зависит от типа аппарата. Так, в обычном скруббере Вентури решающая роль принадлежит гидравлическому сопротивлению аппарата, в то время как в эжекторных аппаратах — давлению распыла жидкости. Кроме того, в эжекторном скруббере подаваемая жидкость не только образует поверхность осаждения, но и является дополнительным источником энергии, расходуемой на движение газового потока. Эта часть энергии не должна включаться в . То же самое происходит в динамических газопромывателях, в которых необходимо учитывать третье слагаемое. Величина учитывает способ ввода жидкости в аппарат, диаметр капель, а также все свойства жидкости, включая вязкость и поверхностное натяжение. Зависимость между степенью очистки газов и затратами энергии выражается формулой:

где — константы, определяемые дисперсным составом пыли.

В интервале высоких значений коэффициента очистки изменения малоощутимы, поэтому в рассматриваемом случае часто используется понятие числа единиц переноса, аналогичное применяемому в технологических процессах, связанных с тепло- и массообменом.

Число единиц переноса находят по формуле

Из выражений (2.40) и (2.41) следует:

Значения В к зависят от вида улавливаемой пыли, определяются экспериментально и для некоторых пылей и туманов приведены в табл. 2.18.

Расчет скруббера Вентури энергетическим методом приведен на примере улавливания сажи в процессе электрокрекинга метана.

Исходные данные:

- массовый расход крекинг-газов, подлежащих очистке, ;

- температура газов перед скруббером плотность газов нормальных условиях);

- концентрация сажи на входе в скруббер

Таблица 2.18. Параметры В и для некоторых пылей (см. скан)

— необходимая концентрация сажи на выходе из скруббера

- абсолютное давление газов перед скруббером к Па;

- температура осветленной воды, поступающей на орошение,

- напор воды кПа;

- содержание взвеси в осветленной воде

Требуется определить:

- геометрические параметры трубы Вентури и каплеуловителя;

- сопротивление скруббера Вентури

— расход воды на орошение трубы Вентури (7ж.

Расчет целесообразно вести в следующем порядке:

1. Выбираем, учитывая небольшую производительность аппарата по очищаемым газам и высокие требования к эффективности очистки, конструкцию скруббера Вентури, состоящую из трубы-распылителя, выполненной в виде трубы Вентури (см. рис. 2.48), и малогабаритного прямоточного циклона-каплеуловителя. Орошение трубы Вентури осуществляется через цельнофакельную форсунку.

2. Эффективность аппарата

и число единиц переноса

3. Уравнение энергетической зависимости для данного процесса, согласно табл. 2.38:

откуда удельная энергия, затрачиваемая на пылеулавливание:

4. Затраты энергии для скруббера Вентури выражаются уравнением:

где — гидравлическое сопротивление трубы Вентури, Па;

— гидравлическое сопротивление каплеуловителя, Па;

— удельное орошение трубы Вентури,

5. Удельное орошение трубы учитывая большое значение , принимается

6. Плотность крекинг-газов на входе в скруббер:

7. Объемный расход газов, поступающих в скруббер:

8. Расход орошающей воды:

9. Гидравлическое сопротивление скруббера Вентури:

10. Охлаждение насыщенных газов в скруббере Вентури происходит не более чем на Поэтому без большой погрешности принимаем температуру крекинг-газов на выходе из скруббера

Плотность крекинг-газов на выходе из скруббера:

12. Объемный расход газов на выходе из скруббера:

13. Скорость газов в сечении прямоточного циклона-каплеуловителя согласно рекомендациям, принимаем равной

14. Диаметр циклона-каплеуловителя:

В соответствии с типоразмерным рядом, разработанным на каплеу-ловители, принимаем диаметр циклона равным 800 мм.

15. Гидравлическое сопротивление циклона-каплеуловителя:

где коэффициент гидравлического сопротивления циклона-каплсуловителя.

16. Гидравлическое сопротивление трубы Вентури:

17. Параметры трубы Вентури целесообразно рассчитывать по условиям выхода. Учитывая незначительное гидравлическое сопротивление циклона-каплеуловителя, плотность газов на выходе из трубы Вентури принимаем .

18. Коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Вентури С принимаем равным 0,15.

19. Коэффициент гидравлического сопротивления, учитывающий введение в трубу Вентури орошающей жидкости, согласно формуле (2.38) при

20. Скорость газов в горловине трубы Вентури:

21. Диаметр горловины трубы Вентури:

Воспользовавшись типоразмерным рядом (см. табл. 2.15), выбираем трубу Вентури с диаметром горловины 135 мм. Расчет геометрических параметров трубы Вентури проводится по вышеприведенным соотношениям.

Среди низконапорных скрубберов Вентури широкое распространение получили так называемые коагуляционные мокрые пылеуловители (КМП), которые представляют собой аппарат с совмещенной трубой — коагулятором и циклоном ЦВП. Общий вид аппарата представлен на рис. 2.55.

За определяющий размер КМП принят диаметр горловины трубы-коагулятора, который в ряду размеров меняется от 250 до 1000 мм. Данные аппараты могут работать в широком диапазоне расходов газа (7—230 тыс. ) при скорости газа в горловине Гидравлическое сопротивление при этом составляет 12—35 кПа, а удельный расход воды газа. Технические характеристики типовых КМП приведены в табл. 2.19.

Запыленность воздуха, поступающего в КМП, не должна превышать Содержание твердых примесей в отработавшей воде при ее рециркуляции не должно быть более Пылеуловители КМП, как и все аппараты мокрой очистки,

не следует применять без специальных защитных покрытий, если водные растворы уловленной пыли агрессивны к обычным сталям.

Расчет степени очистки воздуха от пыли в КМП основан на экспериментально установленной зависимости диаметра частиц, уловленных на от удельной мощности контактирования , т.е. мошности, которая затрачивается только на контактирование газа с жидкостью при расходе газа

Рис. 2.55. Коагуляционный мокрый пылеуловитель (КМП) Ленпромстройпроекта: 1 — сепарационная камера; 2 — труба Вентури; 3 — горловина, 4 — водяной коллектор; 5 — опоры

Удельная мощность контактирования Еж зависит от расхода газа и орошающей жидкости, гидравлического сопротивления и типоразмера аппарата КМП. Номограмма для определения величины Еж приведена на рис. 2.56.

Таблица 2.19. Технические характеристики КМП

Рис. 2.56. Номограмма для определения удельной мощности контактирования КМП

Затем на основе найденного значения по номограмме (рис. 2.57, нижняя левая часть) определяют значение эквивалентного значения частиц, улавливаемых на

Зная дисперсный состав пыли, определяют величину а. После этого на оси абцисс верхней части номограммы (рис. 2.57) откладывают отрезок ОА от начала координат до значения

Затем откладывают на оси абсцисс номограммы средние величины диаметров частиц каждой фракции координат которых вычитаются отрезки ОА, а из полученных точек абсцисс восстанавливают ординаты до линии а, которые показывают степень очистки каждой фракции. Общую эффективность очистки рассчитывают по уравнению:

где массовая доля фракции размера; степень очистки пыли от частиц размера; — число узких фракций в составе пыли.

Расчет эффективности пылеулавливания также можно осуществлять по методике расчета аппаратов ЦВП. Гидравлическое сопротивление аппаратов КМП рассчитывается как совокупное сопротивление трубы Вентури и аппарата ЦВП.

Особенности компоновочных решений, технологических и эксплуатационных требований установок с трубами Вентури обусловливали использование различных конструкций каплеуловитслей. Выбор конструкции каплеуловителя в основном зависит от размера улавливаемых капель. Чем выше скорость газа в горловине, тем интенсивнее осуществляется процесс дробления и тем меньше размер выносимых из трубы Вентури капель. Так, при скорости газов в горловине трубы 120 м/с

Рис. 2.57. Номограмма для определения степени очистки в КМП (плотность частиц кокса — 1590, кварца — 2650, известняка — 2750 и агломерата — 3850 кг/м3)

образуются капли со средним размером ~ 50 мкм.

В качестве каплеуловителя в скруббере Вентури могут применяться сепараторы различных конструкций, однако наибольшее распространение получили циклоны, коленные сепараторы, разделительные емкости, сепараторы с закручивающими элементами. Реже в качестве уловителей за трубами Вентури используются пенные аппараты, полые и насадочные скрубберы, электрофильтры.

При больших удельных расходах орошающей жидкости, а также при очистке в скрубберах Вентури переменных объемов газов применяют двухступенчатую сепарацию влаги: грубую и тонкую. В качестве первой ступени для улавливания основного количества жидкости обычно используют разделительные емкости и коленные сепараторы (рис. 2.58), а в качестве второй ступени для доулавливания капельной влаги — циклонные сепараторы (рис. 2.59). Это обеспечивает высокую эффективность улавливания капель и осевших на них частиц пыли во всем диапазоне изменения производительности по газу. При выборе и расчете циклонного сепаратора рекомендуется принимать следующие параметрические соотношения (для циклона типа ЦН-24 с разрывом в выхлопной трубе), в долях от диаметра

Рис. 2.58. Коленный сепаратор: 1 — корпус; 2 — лопатка; 3 — сливные карманы; 4 — труба для сбора уловленной жидкости; 5 — устройство для вывода жидкости

Диаметр сливного отверстия принимается не менее .

Для высокоэффективного улавливания капель используют циклоны (реже — пенные аппараты). Характеристики сепараторов, устанавливаемых за трубами Вентури, приведены в табл. 2.20.

В качестве каплеуловителя за трубами Вентури применяют также встроенные центробежные сепараторы, выполненные в виде лопастного завихрителя. Они могут работать при скоростях газового потока до 15 м/с, обеспечивая улавливание капель крупнее 10 мкм на 99 %.

Рис. 2.59. Циклон ЦН-24 с разрывом в выхлопной трубе: 1 — корпус; 2 — устройство для ввода газов; 3 — выхлопная труба; 4 — верхняя камера циклона; 5 — устройство для отвода жидкости из верхней камеры циклона

Сепаратор, выполненный в виде цилиндрической или конической центробежной ловушки (рис. 2.60 и 2.61), устанавливается в качестве каплеуловителя за трубой Вентури с регулируемым сечением горловины и за бездиффузорной трубой Вентури.

Для расчета и выбора конических и цилиндрических завихрителей (для сепараторов, приведенных на рис. 2.60 и 2.61) рекомендуется использовать соотношения:

Таблица 2.20. Характеристики сепараторов, устанавливаемых за трубами Вентури

Отвод жидкости, уловленной центробежной ловушкой, осуществляется через сливные патрубки, расположенные в нижней части сепаратора тангенциально и навстречу вращающемуся потоку жидкости. При скорости истечения последней в сливных патрубках ~ 0,2 м/с обеспечивается полный отвод уловленной в сепараторе жидкости. Оптимальное расстояние между горловиной трубы Вентури и центробежной ловушкой составляет

Рис. 2.60. Центробежный каплеуловитель с цилиндрическим завихрителем: 1 — диск; 2 — кольцо; 3 — лопатки; 4 — карман; 5 — канал

Рис. 2.61. Центробежный каплеуловитель с коническим завихрителем: 1 — корпус, 2 — кольцо; 3 — диск; 4 — лопатки; 5 — карман

Прямоточные центробежные каплеуловители с коническим завихрителем имеют склонность к забиванию межлопастных каналов вследствие их сужения у вершины завихрителя, что не позволяет широко применять данные каплеуловители для улавливания капель суспензий или растворов, склонных к кристаллизации.

В центробежном прямоточном каплеуловителе с коническим завихрителем конструкции НИИОгаза проблема забивания межлопастных каналов решена путем разделения аппарата по высоте на несколько секций с уменьшением числа лопаток к вершине (рис. 2.62).

Последовательность расчета центробежных каплеуловителей подобна расчету аппаратов ЦВП.

Рис. 2.62. Центробежный каплеуловитсль конструкции НИИОгаза: а — схема аппарата, б — конструкция аппарата; 1 — корпус; 2 — входной патрубок; 3 — завихритель; 4 — выходной патрубок; 5 — кольцевой сборник жидкости; б — патрубок для отвода жидкости

Кроме центробежных каплеуловителей в промышленной аппаратуре мокрого пылеулавливания широко применяются инерционные каплеуловители.

В качестве инерционных каплеуловителей могут быть использованы различные насадки (или пакеты из насадки): дробленая порода, стружка, галька, шлак, стандартная насадка (кольца Рашига, седла Берля, сферы и т.д.), вязаная сетка (демистеры), пластины волнообразного и зигзагообразного (уголкового) профилей (жалюзи), прутки, уголки и т.д. (рис. 2.63).

В зависимости от расположения пакетов насадки в пространстве их можно подразделить на горизонтальные, вертикальные и наклонные. Слои из гранулированных материалов, колец Рашига, седел Берля и других специальных видов насадок обычно устанавливаются в верхней части аппарата.

Эффективность инерционных каплеуловителей увеличивается с ростом скорости газов. Однако этот рост не может быть беспредельным, поскольку в определенном диапазоне скоростей газов происходит резкое снижение эффективности сепарации из-за возникновения вторичного уноса, наступает «захлебывание» сепаратора. Критическая скорость в сечении сепараторов определяется их конструкцией, расположением пакетов насадки в пространстве, направлением набегающего газового потока, геометрическими характеристиками элементов, физико-химическими свойствами сред и уносом брызг из аппарата.

Для расчета критической скорости

Рис. 2.63. Элементы сепарационных устройств: а, б — горизонтальные жапюзийные; в — прямоточный сепаратор Карбейта; г — гофрированные вязаные сетки; д — уголковые; е — вертикальные жалюзийные; ж - швеллерковые

газов в инерционных сепараторах пользуются формулой:

где оптимальная скорость газов в свободном сечении сепаратора, - коэффициент.

Значение коэффициента для сепаратора Карбейта составляет 0,305, для вертикального жалюзийного сепаратора для горизонтально установленного сеточного каплеуловителя при движении газов навстречу стекающему потоку жидкости (при атмосферном давлении) Обычно оптимальная скорость газов Для вертикальных волнообразных жалюзийных сепараторов при угле раскрытия профиля рис. 2.63) и для уголковых при оптимальная скорость газов составляет 5-6 м/с.

Вторичный унос в сепараторах с капельным отводом жидкости (слой насадки, горизонтальные жалю-зийные, сетчатые, уголковые) наступает при меньших скоростях газового потока, чем в сепараторах с пленочным отводом жидкости (вертикальные жалюзийные, швеллерковые).

Для увеличения критической скорости восходящего потока газов применяется наклонная установка сепараторов, причем оптимальным считается угол наклона 40—45°. Однако наклонные инерционные сепараторы работают нормально только при небольшом количественном уносе жидкости. Основной недостаток всех инерционных каплеуловителей — возможность образования отложений пыли. Для предотвращения образования отложений рекомендуется применять профили с шагом мм.

Гидравлическое сопротивление инерционных каплеуловителей рассчитывается по формуле:

где — коэффициент гидравлического сопротивления сепаратора.

Коэффициент для прямоточного сепаратора Карбсйта равен 6,5, для горизонтальной сетки при толщине насадки 100 мм составляет 1,8, для жалюзийных сепараторов определяется по следующим формулам:

- для горизонтальных, вертикальных и наклонных (угол наклона 40— 45°) пакетов волнистого профиля:

- для вертикальных и горизонтальных пакетов уголкового профиля:

- для наклонных пакетов уголкового профиля:

где — коэффициент, который можно принять равным

— число ступеней сепарации (количество секций в одной изогнутой пластине жалюзийного сепаратора), обычно

Два ряда вертикальных жалюзийных каплеуловителей при нагрузке по жидкости до обеспечивают остаточную концентрацию капель

<< Предыдущий параграфСледующий параграф >>

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ
ЧАСТЬ I. ПДК ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ГАЗОВЫХ ВЫБРОСАХ
1.1. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны и в атмосферном воздухе населенных мест
ЧАСТЬ II. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЮ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ГАЗОВЫХ ВЫБРОСАХ
РАЗДЕЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ И МЕТОДОВ БОРЬБЫ С ВРЕДНЫМИ ГАЗОВЫМИ ВЫБРОСАМИ
РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ И ПРОИЗВОДСТВ
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ SO2 В ГАЗОВЫХ ВЫБРОСАХ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
1.1. Предварительное удаление серы из топлива
Удаление серы из жидкого топлива.
Очистка горючих газов от сероводорода.
1.2. Абсорбционные методы очистки
Методы на основе известняка
Методы на основе аммиака
Методы на основе окиси магния

Методы на основе соды (солей натрия)
1.3. Адсорбционные методы очистки
Методы с использованием неуглеродных сорбентов (окислов металлов)
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОКИСЛОВ АЗОТА В ГАЗОВЫХ ВЫБРОСАХ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
2.1. Методы подавления образования окислов азота в топках котлов
Двухстадийное сжигание топлива.
Применение специальных горелочных устройств.
Конструкция и размеры топочных устройств.
Подача воды и пара в зону горения.
2.2. Химические методы очистки дымовых газов от оксидов азота
Технологические схемы азотоочистных установок.
ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
3.1. Процесс очистки дымовых газов от NOx и SO2 активированным коксом
3.2. ЭДТА-технология очистки дымовых газов от NOx и SO2
3.3. CuO-процесс очистки дымовых газов от NOx и SO2
3.4. Электронно-лучевая технология очистки дымовых газов от NOx и SO2
3.5. Озонные методы очистки дымовых газов от NOx и SO2
ГЛАВА 4. РАССЕИВАНИЕ ВРЕДНЫХ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРЕ
4.1. Расчет выбросов ТЭС и промышленных предприятий в атмосферу
Оксид углерода.
Оксиды азота.
4.2. Расчет рассеивания вредных веществ, содержащихся в нагретых газах
4.3. Расчет рассеивания вредных веществ, содержащихся в холодных газах
ГЛАВА 5. ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
5.1. Очистка газов агломерационного производства и производства окатышей
5.2. Очистка доменного газа
5.3. Очистка мартеновских газов
5.4. Очистка газов электросталеплавильных печей
5.5. Очистка конвертерных газов
5.6. Очистка газов ферросплавных печей
5.7. Очистка газов чугунолитейных вагранок
5.8. Очистка газов в прокатных цехах
5.9. Очистка газов на коксохимических заводах
ГЛАВА 6. ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ В ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
6.1. Очистка газов на свинцовых заводах
6.2. Очистка газов на цинковых заводах
6.3. Очистка газов на медеплавильных заводах
6.4. Очистка газов на никелевых заводах
6.5. Очистка газов на оловянных заводах
6.6. Очистка газов на сурьмяных и ртутных заводах
6.7. Очистка газов на алюминиевых заводах
6.8. Очистка газов на магниевых производствах
6.9. Очистка газов на титановых производствах, производствах редких и рассеянных элементов
Германий и индий.
Рений.
Селен.
6.10. Очистка газов в производствах глинозема
ГЛАВА 7. ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ В ХИМИЧЕСКОЙ, НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
7.1. Очистка газов от SO2 в химических производствах
7.1.1. Аммиачные методы очистки газов от сернистого ангидрида
7.1.2. Методы очистки газов, основанные на нейтрализации сернистого ангидрида
7.1.3. Каталитические методы очистки газов от сернистого ангидрида
7.2. Очистка газов от NOx в химических производствах
7.2.1. Окислительные методы
7.2.2. Восстановительные методы
7.2.3. Сорбционные методы
7.2.4. Очистка отходящих газов в производстве азотной кислоты
7.2.5. Очистка отходящих газов от окислов азота в производстве щавелевой кислоты
7.2.6. Очистка отходящих газов от окислов азота в производстве питролигнина
7.3. Очистка газов в производстве аммиака и углеаммиакатов
7.4. Очистка газов в производствах минеральных удобрений
7.4.1. Очистка отходящих газов в производстве карбамида
7.4.2. Очистка отходящих газов в производстве аммиачной селитры
7.4.3. Очистка отходящих газов в производстве сложных удобрений
7.4.4. Очистка отходящих газов в производстве экстракционной фосфорной кислоты и аммофоса
7.4.5. Очистка отходящих газов в производстве суперфосфата
7.5. Очистка газов в производстве желтого фосфора
7.6. Очистка отходящих газов в производстве хлора и его соединений
7.6.2. Очистка отходящих газов от хлора в цехах электролиза NaCl и НСl
7.6.3. Очистка отходящих газов в производстве хлорной извести
7.6.4. Очистка отходящих газов в производстве хлористого кальция
7.7. Очистка газов в производстве поливинилхлорида
7.8. Очистка отходящих газов в производстве вискозного волокна
7.8.1. Очистка вентиляционных выбросов от сероводорода
7.8.2. Очистка вентиляционных выбросов от сероуглерода
7.9. Очистка отходящих газов в производстве капролактама
7.9.1. Очистка отходящих газов на стадии окисления циклогексана воздухом
7.9.2. Очистка отходящих газов на стадии омыления и нейтрализации органического слоя
7.9.3. Очистка отходящих газов при сжигании кубовых остатков и сточных вод
7.9.5. Очистка отходящих газов на стадии сушки адипиновой кислоты
7.9.6. Очистка отходящих газов на стадии получения гидроксил-аминсульфата
7.9.7. Очистка отходящих газов при производстве олеума
7.9.8. Очистка отходящих газов при получении нитрита аммония
7.10. Очистка отходящих газов в производстве минеральных пигментов
7.10.2. Очистка отходящих газов в производстве пигментной двуокиси титана
7.10.3. Очистка отходящих газов в производстве красных железоокисных пигментов
7.11. Очистка отходящих газов при получении безводного сульфита натрия
7.12. Очистка отходящих газов в производстве сернистого, натрия и сульфит-сульфатных солей
7.13. Очистка газов от HCN вакуум-поташным методом
7.15. Очистка отходящих газов от ныли на шинных заводах и предприятиях резинотехнических изделий
7.16. Очистка газов от летучих растворителей
7.17. Очистка газов при производстве синтетических моющих средств
7.18. Очистка газов при производстве кормовых дрожжей и белково-витаминных концентратов
7.19. Очистка газов в процессе крекинга нефти
7.20. Очистка газов в производстве цемента
ЧАСТЬ III. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ СИСТЕМ
1.1. Свойства промышленных пылен, золы энергетических углей и сланцев. Оценка эффективности пылеулавливания
1.2. Характеристика промышленных пылей
1.2.1. Зола энергетических углей и сланцев
1.2.2. Пыли металлургических производств
1.2.3. Пыли химических производств
1.2.4. Пыли производства минеральных удобрений
1.2.5. Пыли производства синтетических моющих средств
1.2.6. Пыли производства биоконцентратов
1.2.7. Пыли промышленности строительных материалов
1.3. Пылеосадительные камеры
1.4. Инерционные пылеуловители
1.5. Ротационные пылеуловители
1.6. Центробежные пылеуловители
1.6.2. Вихревые пылеуловители
1.7. Фильтрующие пылеуловители
1.7.2. Рулонные фильтры
1.7.3. Волокнистые фильтры
1.7.4. Фильтры с жесткими перегородками
1.7.5. Фильтры с насыпным слоем
1.7.5.2. Фильтры с движущимся насыпным слоем (зернистые фильтры)
1.8. Электрофильтры
ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МОКРЫХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ
2.1. Полые газопромыватели
2.2. Насадочные газопромыватели
2.3. Тарельчатые (пенные) газопромыватели
2.4. Ударно-инерционные газопромыватели
2.5. Центробежные газопромыватели
2.6. Динамические газопромыватели
2.7. Скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури)
2.8. Фильтры-туманоуловители
2.9. Мокрые электрофильтры
ГЛАВА 3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ МЕТОДОМ АБСОРБЦИИ
3.2. Барботажные абсорберы
3.3. Распыливающие абсорберы
ГЛАВА 4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ АДСОРБЦИОННЫМИ, КАТАЛИТИЧЕСКИМИ И ТЕРМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
4.1. Аппараты с неподвижным слоем
4.2. Аппараты с движущимся и псевдоожиженным слоями
4.3. Оборудование для термического и каталитического сжигания газообразных отходов
4.3.1. Печи прямого сжигания отходящих газов
4.3.2. Оборудование каталитического сжигания отходящих газов
ЧАСТЬ IV. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, ПОСТУПАЮЩИХ В АТМОСФЕРУ ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СРЕД, ПОСТУПАЮЩИХ В АТМОСФЕРУ
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, ПОСТУПАЮЩИХ В АТМОСФЕРУ ИЗ ГАЗОВОГО И ЖИДКОСТНОГО ОБЪЕМОВ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ
2.1. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу через неплотности фланцевых соединений
2.2. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу при «большом дыхании» аппарата
2.3. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу при «малом дыхании» аппарата
2.4. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу через щелевой зазор из аппаратов, находящихся под разрежением
2.5. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу из жидкостного объема оборудования трубопроводов
2.6. Расчет количества вредных веществ, испаряющихся со свободной поверхности жидкости
2.7. Расчет количества вредных веществ, выделяющихся с поверхностей, на которых образуется пленка
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРИ РАБОТЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
3.1. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу. от гальванических производств
3.2. Расчет количества вредных веществ, выделяющихся при сварочных работах
3.3. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу от участков механической обработки материалов
3.4. Расчет количества вредных веществ, поступающих в атмосферу при деревообработке
ПРИЛОЖЕНИЯ
РАЗМЕРЫ САНИТАРНОЗАЩИТНЫХ ЗОН ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
1. Промышленные предприятия
1.1. Химические производства
1.2. Металлургические, машиностроительные и металлообрабатывающие предприятия и производства
1.3. Добыча руд и рудных ископаемых
1.4. Строительная промышленность
1.5. Обработка древесины
1.6. Текстильные производства и производства легкой промышленности
1.7. Обработка животных продуктов
1.8. Обработка пищевых продуктов и вкусовых веществ
1.9. Микробиологическая промышленность
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

© Science4You