Глава 2.2. Инерционные пылеуловители

При резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием инерционной силы будут стремиться двигаться в прежнем направлении и в дальнейшем могут быть выделены из этого потока. На этом принципе работает целый ряд пылеуловителей, некоторые из которых показаны на рис. 2.5.

Камера с перегородкой (рис. 2.5,а) по эффективности не на много отличается от обычной осадительной горизонтальной камеры, но имеет более высокое гидравлическое сопротивление. Плавный поворот в камере, показанной на рис. 2.5,б, позволяет снизить гидравлическое сопротивление.

На рис. 2.5,в показан осадитель, в котором запыленный газовый поток направляется сначала вниз по расширяющемуся конусу, а затем поворачивает на 180° и выводится сверху. В результате этого частицы пыли подвергаются дополнительному усилию, направляющему их в сторону бункера камеры. Это усилие обеспечивает дополнительное ускорение порядка g/З. Расширяющийся конус позволяет постепенно снизить скорость газового потока и препятствует вторичному уносу частиц.

Рис. 2.5. Инерционные пылеуловители:

а — камера с перегородкой; б — камера с плавным поворотом газового потока; в — камера с расширяющимся конусом; г — камера с заглубленным бункером.

В подобных пылеуловителях, устанавливаемых непосредственно за доменными печами, скорость газов в свободном сечении камеры составляет примерно 1,0 м/с, а во входной цилиндрической трубе — около 10 м/с. Частицы пыли крупнее 25—30 мкм улавливаются на 65—85%. Гидравлическое сопротивление пылеуловителя с диаметром камеры 10 м и приблизительно такой же высотой цилиндрической части составляет от 150 до 390 Па.

Эффективность пылеуловителя с заглубленным бункером, показанного на рис. 2.5,г, в зависимости от скорости газов на входе приведена ниже:

Пыль

Скорость газов на входе, м/с

Концентрация пыли, г/м³

Эффективность %

Распыливаемый уголь (содержание частиц размером менее 60 мкм – 75,24%)

7.3

9.9

12.2

34.9

91.0

23.4

74,3

63.0

47.0

Зола (содержание частиц размером менее 60 мкм – 60,6%)

5.3

8.6

13.5

19.8

21.1

10.3

79.7

70.5

55.5

Решающее влияние на вторичный унос частиц пыли из подобного пылеуловителя оказывает глубина цилиндрической части камеры, где гасится турбулентный поток газа. Наличие же вторичного уноса подтверждается снижением эффективности с ростом скорости газов.

Принцип внезапного изменения направления газового потока при столкновении с решеткой, состоящей из наклонных пластин, использован в пылеуловителе жалюзийного типа, приведенном на рис. 2.6. Этот аппарат широко применяется для предварительной очистки газов перед циклонами или рукавными фильтрами. В нем около 90% газов частично очищается от пыли при прохождении через жалюзи, а остальной газовый поток с уловленной пылью отводится на очистку в циклон.

Рис.2.6. Жалюзийный пылеуловитель с частичным отводом запыленного газового потока:

1 - жалюзийная решетка, 2 — очищенные газы (около 90 об %), 3 — запыленные газы(около 10 об %)

При повышении скорости подачи газов к пластинам решетки степень улавливания пыли в жалюзийном пылеуловителе вначале быстро растет, но начиная со скорости около 10 м/с этот рост замедляется. Обычно скорость газов в жалюзийном пылеуловителе составляет 12—15 м/с.

На степень очистки влияет скорость движения отсасываемых запыленных газов. Для того чтобы было отведено возможно больше пыли, эта скорость должна быть не меньше скорости газов при подходе к решетке. Гидравлическое сопротивление решетки составляет 100—500 Па. Обычно жалюзийные пылеуловители применяют для улавливания частиц пыли крупнее 20 мкм. Недостатками жалюзийного пылеуловителя являются износ пластин решетки при высокой концентрации особенно крупной пыли и возможность образования отложений при охлаждении газов до точки росы.

Если запыленный газовый поток сталкивается с каким-либо телом, поток обтекает его, а частицы пыли, обладающие большей инерцией, ударяются о поверхность этого препятствия и могут осесть на ней.

Этот принцип использован в аппарате, показанном на рис. 2.7. В нем установлено несколько рядов стержней, имеющих форму полумесяца. Вогнутые поверхности стержней направлены навстречу газовому потоку.