4. Мокрая очистка газов
Очистку газов от пыли промывкой водой применяют в аппаратах различного типа. Наиболее широкое распространение получили Скрубберы, мокрые циклоны, скоростные пылеуловители и пенные пылеуловители. В скоростных (турбулентных) пылеуловителях вода, вводимая в поток запылённого газа, движущегося с высокой скоростью, дробится на мелкие капли. Высокая степень турбулизации газового потока при такой скорости способствует слиянию частиц пыли с каплями воды. Относительно крупные капли воды вместе с частицами пыли легко отделяются затем в простейших уловителях (например, в мокрых циклонах). Аппараты этого типа широко применяются для улавливания очень мелкой пыли (возгонов) и могут обеспечить высокую степень очистки газов. В пенных пылеуловителях запылённый газ в виде мелких пузырьков проходит через слой жидкости с определённой скоростью, вследствие чего образуется пена с высокоразвитой поверхностью контакта между жидкостью и газом. В пенном слое происходит смачивание и улавливание частиц пыли. Благодаря высокой степени улавливания пыли с размерами частиц более 2—3 мкм и малому гидравлическому сопротивлению (порядка 80—100 мм вод.ст.) пенные пылеуловители получили большое распространение.
Насадочный скруббер — это емкость, которую можно представить в форме коллоны. Такого рода скруббер может содержать различные насадки, имеющие как простую, так и сложную форму. Например, это могут быть кольца с перегородками или простые кольца (кольца Рашига), спиральные розетки Теллера, седла Берля и многие другие приспособления. В насадочном скруббере есть система орошения, состоящая из нескольких ступеней внутри корпуса, где располагаются форсунки. Форсунки перекрывают сечение, где из сопел производится распыление. Не смотря на то, что распыление жидкости производится навстречу входящему потоку либо поперек, гидродинамика этого потока не велика. В связи с этим скорость обменных процессов в этих скуберах остается неизменно малой. Что влечет за собой большие габаритные размеры этих установок. В верхней части этой громоздкой конструкции расположен каплеуловитель, оснащенный коническим завихрителем. А также присутствует дополнительный ярус форсунок, которые промывают лопасти и карман завихрителя. Такое распыление жидкости позволяет его отнести к противоточным скрубберам.
Очистку выбросов от газообразных примесей производят пенными аппаратами. Пенные аппараты используются для очистки газа от аэрозолей полидисперсного состава. Пенные газоочистители позволяют достигать высокую скорость абсорбционных процессов. Пенные абсорберы имеют высокую производительность, скорость работы равную 1-4 м/с и обладают небольшим гидравлическим сопротивлением. К их достоинству можно отнести не большие габариты и простоту конструкции. А также можно выделить аппараты с характерными особенностями. К таким относятся многополочный пенный аппарат, который имеет несколько степеней очистки и разные показатели глубины чистки, а также пенный аппарат со стабилизатором пенного слоя. Эти скрубберы могут работать в режиме турбулентности при линейной скорости газа порядка 4-5 м/с. Для частиц с диаметром больше 5 мкм эффективность улавливания составляет 90-99%, а при меньшем диаметре снижается до 75%.-80%.
Скруббер Вентури — устройство для очистки газов от примесей. Работа его основана на дроблении воды турбулентным потоком газа, захвате каплями воды частиц пыли, коагуляции этих частиц и последующим осаждением в каплеуловителе инерционного типа.
Простейший
скруббер Вентури включает трубу Вентури
и прямоточный циклон.
В основе скруббера Вентури лежит одноименная трубка. Эта конструкция оснащена сепаратором и орошается внутри жидкостью. Иногда вместо сепаратора используются каплеуловители и укороченные циклоны. Трубка Вентури плавно сужается на входе, образуя конфузор, и так же плавно расширяется на выходе, являясь при этом диффузором. Сужение в сечении трубы Вентури называется горловиной. Конструкция трубы Вентури выполнена основываясь на законах аэродинамики. Скруббер Вентури предназначен для улавливания частиц пыли, для охлаждения газов, для абсорции. Принцип работы скруббера Вентури основывается на том, что газ для очистки поступает в конфузор, двигаясь к горловине трубы набирает скорость, смешивается с промывочной жидкостью и пыль осаждается на каплях, поступая в диффузор. На каплеуловителе происходит сепарация. При этом скорость потока жидкости меньше потока пыли. Скорость газа в горловине может составлять от 30 до 200 м/c, при этом удельное орошение равняется 0.1-6.0 л./ м3. Скрубберы Вентурри часто используются в качестве первичной очистки газов. Скрубберы находят широкое применение в черной, цветной металлургии, химической, нефтяной промышленности, в энергетике и в других. Чем выше требуется эффект улавливания и чем меньше частицы, тем больше требуется затрачивать энергетических ресурсов.