2 Полые газопромыватели

В полых газопромывателях запыленные газы пропускают через завесу распыляемой жидкости. При этом частицы пыли захватываются каплями промывной жидкости и осаждаются в аппарате, а очищенные газы удаляются из него.

Наиболее распространенным аппаратом этого класса является полый форсуночный скруббер.

Полые форсуночные скрубберы представляют собой колонны круглого или прямоугольного сечения, в которых осуществляется контакт между газами и каплями жидкости, распыливаемой форсунками. По направлению движения газов и жидкости полые скрубберы делятся на противоточные, прямоточные и с поперечным подводом жидкости. При мокром обеспыливании обычно применяют аппараты с противонаправленным движением газов и жидкости, реже – с поперечным подводом жидкости. Прямоточные полые скрубберы широко используются при испарительном охлаждении газов.

Впротивоточном скруббере (рисунок 1) капли из форсунок падают навстречу запыленному потоку газов. Капли должны быть достаточно крупными, чтобы не быть унесенными газовым потоком, скорость которого

1- корпус; 2 – газораспределительная решетка; 3 – форсунки

Рисунок 1 – Полый форсуночный скруббер

обычно составляет v_г= 0,6÷1,2 м/с. Поэтому в газопромывателях обычно устанавливают форсунки грубого распыления, работающие при давлении 0,3÷0,4 МПа. При скоростях газов более 5 м/с после газопромывателя необходима установка каплеуловителя.

Высота аппарата обычно в 2,5 раза превышает его диаметр (Н = 2,5D). Форсунки устанавливают в аппарате в одном или нескольких сечениях: иногда рядами (до 14÷16 в сечении), иногда только по оси аппарата. Факел распыла форсунок может быть направлен вертикально сверху вниз или под некоторым углом к горизонтальной плоскости. При расположении форсунок в несколько ярусов возможна комбинированная установка распылителей: часть факелов направлена по ходу газов, другая часть – в противоположном направлении. Для лучшего распределения газов по сечению аппарата в нижней части скруббера устанавливают газораспределительную решетку.

Полые форсуночные скрубберы широко используют для улавливания крупной пыли, а также при охлаждении газов и кондиционирования воздуха. Удельный расход жидкости (Q_ж/Q_г) невелик – от 0,5 до 8 л/м³(очищенного газа).

По данным [1], степень очистки газов в противоточном форсуночном газопромывателе может быть оценена по формуле

(1)

где с_ни с_к– начальная и конечная концентрации частиц пыли в газах;

Q_г– объемный расход очищаемого газа, м³/с;

Q_ж– объемный расход орошающей жидкости, м³/с;

_к– средний размер капель, м;

v_к – скорость их движения;

Н – общая высота зоны контакта газов с жидкостью;

_з– эффективность захвата каплями частиц определенного размера;v_ос – скорость осаждения частиц на каплях (скорость их относительного движения).

В наиболее часто используемом противоточном скруббере v_ос=v_г+v_к.

Как следует из выражения (1), эффективность очистки в полом противоточном скруббере возрастает с уменьшением размера капель и с увеличением скорости газа. Поскольку эти условия являются взаимоисключающими, при эксплуатации скруббера необходимо придерживаться определенного оптимального гидродинамического режима. Согласно расчетам, максимальная эффективность при инерционном осаждении частиц пыли на каплях наблюдается при _к= 0,8 мм. Капли такого размера могут быть получены при помощи обычных центробежных форсунок грубого распыла, работающих под давлением 3·10⁵÷ 4·10⁵Па. При эксплуатации таких форсунок можно использовать оборотную воду, содержащую взвеси.

Степень улавливания частиц крупнее 10 мкм в полых форсуночных скрубберах составляет 99%, но для частиц меньшего размера она резко снижается. Полые форсуночные скрубберы малоэффективны при улавливании частиц размером менее 5 мкм.