Файл: Бушмелев, В. А. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства учебник.pdf

линдра зависят от критерия Стокса. Эти величины равны:

Эффективность улавливания на задней кормовой стороне цилиндра

полного улавливания частиц на цилиндре (Е = 1) процесс нужно вести при St = 123. При St = 100 эффективность Е së 0,72.

Цилиндрические стержни в виде решеток часто устанавливают для улавливания брызгоуноса. Орошаемые решетки также применяют для предварительного улавливания пыли, как это делается, напри­ мер, в циклонах ВТИ. Однако наиболее распространенным случаем в практике является осаждение на каплях жидкости, которые обычно движутся вместе с потоком запыленного газа.

Осаждение, частиц пыли на пленках пены происходит в объемах ячеек пенного слоя. Пена очень легка и подвижна. При продольных и поперечных колебаниях элементов пенного слоя более тяжелые ча­ стицы пыли в силу инерции будут иметь значительно меньшую, чем ячейки пены, амплитуду колебаний, вследствие чего и происходит осаждение частиц на стенках ячеек пены. Мелкие частицы отделяются благодаря турбулентной диффузии.

Аппараты мокрой очистки газа

Очистку газа мокрым способом проводят в газопромывателях (скрубберах): полом, барботажном, насадочном, Вентури, пенном и т. п. Полые аппараты рассмотрены в главе 9, а барботажные — в гла­ вах 9 и 13, так как эти аппараты применяются еще в процессах охлаж­ дения газа и массопередачи.

Скрубберы Вентури

Такое название эти аппараты получили потому, что их рабочий

~объем имеет форму трубы Вентури. В зависимости от способов распы­ ления жидкости скрубберы Вентури делятся на три группы: это аппа­ раты с распылением жидкости газовым потоком, механическими спрыс­ ками и воздушными или паровыми распылителями. В некоторых слу­ чаях аппараты второй группы называют струйными аппаратами, ап­ параты третьей группы — аэрожетами или парожета-ми. На рис. 6-7 показана схема скруббера Вентури с распылением жидкости газовым потоком. Аппарат состоит из трубы Вентури, которая может быть также и горизонтальной, и каплеотделителя. Труба Вентури имеет конфузор, горловину и диффузор. Угол конусности конфузора обычно около 25—30°, диффузора 6—8°. Жидкость в аппарат вводится чаще

137

Чения скорости газа, которая здесь Достигает 50—120 м/сек. За счет энергии высокоскоростного потока жидкость в горловине распыляется на мельчайшие капли, создающие в ее объеме .своеобразную подвиж­ ную насадку.

Скорость движения капель через горловину меньше скорости газа, особенно в начале горловины, когда они еще не получили большого ускорения. Обтекая с большой относительной скоростью капли, рав­ номерно распределенные в объеме горловины, газ освобождается от пыли, которая за счет инерционных сил осаждается иа поверхности капель. Мелкие частицы с малыми силами инерции к поверхности ка-

„пель подводятся вследствие турбулентной диффузии. Горловина аппарата является основным его рабочим объемом, где по существу и заканчивается процесс пылеулавливания. Пройдя горловину, газ и капли попадают в диффузор. Его назначение — плавно сни­ жать скорость газа и восстанавливать давление. Крупные и мелкие капли, двигающиеся по горло­ вине с разными скоростями, попав в диффузор эф­ фективно сталкиваются между собой. Это объясняется тем, что скорость мелких капель, как и скорость газа, в диффузоре снижается, а крупные капли по инерции продолжают двигаться с большой ско­ ростью, набегая на мелкие капли и сливаясь с ними. Укрупненные капли легко отделяются от газа в кап-

Рис. 6-7. Схема аппарата Вентури с распылением жидкости газовым потоком:

I — конфузор трубы Вентури; 2 — горловина; 3 — диффузор; 4 — каплеотделнтель; 5 — вход газа; 6 — подача жидкости; 7 — выход очищен­ ного газа; 8 — выход жидкости с уловленными загрязнениями

леотделителе циклонного типа. Улавливание пыли в диффузоре про­ исходит, но процесс идет малоэффективно. Поэтому в некоторых кон­ струкциях диффузор не делают, а горловину сразу присоединяют

кциклону. Металлоемкость таких аппаратов уменьшается. Скрубберы Вентури применяются при очистке газовых, выбросов

содорегенерационных агрегатов и известерегенерационных и магнийрегенерационных печей. В качестве орошающей жидкости в первом случае используется сульфатный черный щелок концентрацией 45—55%, во втором — вода. При этом за счет тепла горячих дымовых газов щелок упаривается до 55—65%, а вода нагревается до 65—80°. Упаренный черный щелок после каплеотделителя частично отводят на сжигание в содорегенерационный агрегат, а основная его масса вместе со свежим щелоком подается снова в скруббер. Эффективная циркуляция щелока способствует процессам пылеулавливания и упа­ ривания щелока до нужной концентрации. Эффективность очистки газов содорегенерационных агрегатов в основном зависит от массовой скорости газа в рабочем объеме аппарата w, кг/сек-м2, удельного рас­ хода щелока q, л/кг, газа, длины горловины I, см, а также до некоторой

138

степени от запыленности газа z, г!кг, газа, диаметра горловины d и физических характеристик газа и щелока. Для практических расчетов влиянием запыленности, диаметра горловины, плотностью и вязкостью

при подаче его в объем конфузора перед горловиной критерий эффек­ тивности пылеулавливания может быть определен по упрощенной фор­ муле

Практически она составляет 0,92 — 0,95, или 92—95%. Гидравлические сопротивления трубы Вентури без учета сопротив­

Величина Ар составляет для скрубберов содорегенерационных аг­ регатов 250—700 мм вод. ст., для аппаратов известерегенерационных печей около 50—200 мм вод. ст. и определяется главным образом мас­ совой скоростью газа в горловине аппарата, равной 30—80 кг/сек. м2.

Схема струйного аппарата Вентури с распылением жидкости с по­ мощью механических спрысков показана на рис. 6-8. Детали аппарата здесь те же, что и на рис. 6-7. Разница лишь в том, что горловина в та­ ких аппаратах отсутствует, т. е. конфузор после сужения сразу пере­ ходит в диффузор. Это делается для уменьшения гидравлических сопротивлений. С этой же целью трубу Вентури часто располагают горизонтально и вместо циклонов устанавливают простые каплеотделители с подачей газа не по касательной, а по диаметру каплеотделителя. Скорость газа в сужении таких аппаратов обычно составляет 10—30 місек, давление жидкости на спрысках 6—10 am, ее удельный расход 0,8 — 1,8 л/м3 газа.

Характерной особенностью таких аппаратов является то, что они работают без гидравлических сопротивлений по газовому тракту. Во-, лее того, действуя как струйный насос, _они одновременно могут быть использованы в качестве тяго-дутьевых устройств низкого давления (10—20 мм вод. ст.). Рабочим объемом струйного аппарата Вентури служит объем диффузора. Этим они также отличаются от скрубберов Вентури с распылением жидкости газовым потоком, где рабочим объе­

139

мом является объем горловины. Работа струйных аппаратов Вентури протекает так же, как в аппаратах с распылением жидкости газовым потоком. Разница в том, что здесь капли жидкости, образующиеся при ее дроблении в механических спрысках, набегают на пылинки в газо­ вом потоке, благодаря чему главным образом и происходит их осаж­ дение на каплях.

Струйные аппараты Вентури в основном применяются для очистки газовых выбросов известерегенерационных и известково-обжигатель­ ных печей и магнийрегенерационных агрегатов. Эффективность очистки 95—97%. Иногда их применяют для очистки газов содореге­

производится паром, дают свежий щелок концентрацией около 45— 50%. Подача щелока может быть изменена — вверх может быть на­ правлен свежий щелок, вниз—циркулирующий. Двухступенчатая по­ дача щелока и распыление его паром увеличивают эффективность улавливания солей натрия до 96—97%.

Аэрожеты Вентури устроены аналогично скрубберам с распыле­ нием-жидкости потоком газа. Характерной особенностью их является небольшой расход жидкости и очень тонкое ее распыление. Распылен­ ная жидкость вводится в объем конфузора перед горловиной в коли­ честве 50—100 мл на 1 м 3 газа. Она увлекается газом и по горловине движется со скоростью, практически равной скорости газа. Аэрожеты Вентури применяются для тонкой очистки охлажденного газа. Очистка горячего газа недопустима, так как капли испаряются. Механизмы подвода частиц к каплям — это турбулентная диффузия и инерцион­ ное осаждение за счет продольных и поперечных пульсаций газового потока, движущегося в горловине со скоростью 80—120 м/сек. Эффек­

140

тивность очистки при хорошо смачивающейся пыли в большинстве случаев приближается к 100%. Гидравлические сопротивления 50—150 мм вод. ст. Недостаток таких аппаратов в том, что затруднено отделение мелких капель от газа в циклонах.

Пенные аппараты

Схема аппарата пенного типа с переливными устройствами пока­ зана на рис. 6-9. Аппарат состоит из прямоугольного или цилиндри­ ческого корпуса, который по высоте разделен перегородками (тарел­

Скорость газа, отнесенная к полному сечению аппарата, 1,5—2,5 м/сек. Расход воды 0,2 — 0,9 л/м3 газа. Сопротивление тарелки' в пределах 30—100 мм вод. ст. (в зависимости от диаметра отверстий, расхода воды и скорости газа).

Для очистки газа применяют также пенные аппараты без перелив­ ных устройств. В таких аппаратах жидкость с тарелки на тарелку проходит через те же отверстия, что и газ. Эти аппараты называются аппаратами с провальными тарелками. Эффективность очистки в пен­ ных аппаратах зависит от степени турбулизации пены и ее общей вы­ соты, которая определяется числом тарелок: чем больше тарелок, тем больше высота пены и эффективность очистки. Для крупнодисперс­ ной и хорошо смачивающейся пыли применяют однополочные аппараты. Пенные аппараты используют для очистки печного газа S 0 2 в сульфитцеллюлозном производстве.

141