Принципы механического пылеулавливания
Сила тяжести пылинок больше, чем сила тяжести воздуха, на этом базируется функционирование элементарных пылеосадочных камер.
Инерционные пылеуловители используют силу инерции, при которой загрязненные частицы продолжают свое движение, тогда как поток воздуха или газа направление своего движения уже изменил.
Такие аппараты пылеулавливания, как циклоны используют и силу тяжести, и инерции, и центробежную силу. Циклон представляет собой цилиндр, в верхнюю часть которого входит обычно прямоугольный патрубок, но не прямо, а под углом, то есть тангенциально. По нему подается загрязненный газ со скоростью 15-20 м/сек. Центробежная сила, возникающая при этом, отбрасывает частицы пыли к стенкам корпуса, и они под действием силы тяжести опускаются по конической части циклона вниз в камеру пылеулавливания. Внизу создается пониженное давление, и очищенный газ устремляется вверх и по выхлопной трубе выходит либо в атмосферу, либо, если требуется, к потребителю.
Но циклоны удаляют не все частицы, какая-то часть пыли остается на стенках цилиндра и конуса и не может оторваться. Потоком воздуха плохо захватываются пушистые и мягкие пылинки, поэтому сухие циклоны затруднительно использовать в текстильной и легкой промышленности. Плохо захватывается сажа, очень мелкие пылинки, литейная пыль. Для устранения этих недостатков циклоны получили дальнейшее развитие - в этой технологии стала использоваться вода.
Метод мокрой очистки газов от пыли
Мокрое пылеулавливание - достаточно простой, но весьма эффективный метод. Аппараты мокрой очистки сконструированы по такому же принципу, как сухие циклоны. Отличие состоит в том, что пыль улавливается за счет осаждения ее на мокрые стенки аппарата. Такие устройства называются скрубберами.
Аппараты мокрого пылеулавливания
Скрубберы представляют собой цилиндры большой высоты и большого диаметра. Через патрубок снизу тангенциально подается загрязненный газ. В верхней части скруббера размещена оросительная система. Она создает на стенках скруббера водную пленку, стекающую вниз. Частицы пыли под воздействием центробежной силы отбрасываются к стенкам скруббера, где они смачиваются, захватываются и опускаются вниз. Получившаяся смесь называется шлам, он проходит в донную воронку, откуда и удаляется. В качестве жидкости обычно используется вода.
Мокрое пылеулавливание также осуществляется под воздействием конденсационного эффекта. На частицах пыли конденсируются водяные пары, что вызывает их укрупнение, увеличение силы тяжести и скорости их удаления из аппарата.
На котельных агрегатах устанавливают скрубберы более простой конструкции. На котел можно размещать и несколько параллельно подключенных аппаратов. Мокрое пылеулавливание на крупных электростанциях осуществляется скрубберами пруткового типа, так называемыми мокропрутковыми скрубберами. От центробежных они отличаются тем, что загрязненный газ проходит в этих аппаратах двойную очистку. На патрубок для ввода газа устанавливается прутковая решетка, орошаемая водой. Здесь газ проходит первый этап очистки. Затем газ с неуловленными, обычно более мелкими, частицами поступает в цилиндр, тоже орошаемый водой, где и проходит второй этап очистки.
Другими типами мокрых пылеуловителей являются скрубберы Вентури, пенные аппараты, пленочные аппараты с колонками.
Преимущества и недостатки мокрого пылеулавливания
Мокрое пылеулавливание имеет ряд преимуществ перед системами очистки других типов.
- Стоимость таких устройств сравнительно невелика (без учета очистки шлама).
- Эффективность работы значительно выше по сравнению с сухими пылеулавливателями.
- Они успешно конкурируют с рукавными фильтрами, считающимися высокоэффективными пылеочистителями.
- Имеют способность улавливать не только взвешенные частицы, но газообразные и парообразные компоненты.
- Улавливают мельчайшие частицы до 1 мкм и успешно применяются для второй ступени очистки.
- Мокрое пылеулавливание применяется для очистки газов высокой температуры, где существует опасность возгораний и взрывов.
В то же время мокрые пылеуловители имеют и ряд недостатков.
- Выделяющийся шлам (смесь грязи с водой) требует дополнительной очистки, что делает мокрое пылеулавливание более затратным.
- При охлаждении газов до температуры, близкой к точке росы, пыль может оседать на дымососах, газопроводах, системе вентиляции и вызывать их засорение.
- При очистке агрессивных газов аппаратура и коммуникации могут подвергаться коррозии.
- Центробежные скрубберы потребляют достаточно большой объем воды (0,25 л на 1 куб. м очищаемого газа).
