§ 2. Мокрые аппараты ударно-инерционного действия

Ударно-инерционный пылеуловитель (рис. 9.5, а). При резком повороте на 180° газового потока, направленного с большой(20—30 м/с) на поверхность жидкости, взвешенные в газе частицы за счет сил инерции ударяются об эту поверхность и улавливаются ею. Образующийся шлам отводится непрерывно или периодически через гидрозатвор, а очищенные газы уходят через выпускной газопровод. Такой простейший пылеуловитель ударно-инерционного действия способен улавливать лишь крупные частицы (d_ч≥20 мкм) хорошо смачивающейся пыли.

Рис. 9.5. Аппараты ударно-инерционного действия: а — ударно-инерционный пылеуловитель; б — скруббер Дойля. 1 — резервуар с жидкостью; 2 — шламоотвод; 3—слив; 4 — рассекающий конус; 5 — входной патрубок; 6 — брызгоуловитель; 7 — ввод жидкости.

Скруббер Дойля (рис. 9.5, б). Через кольцевую щель, образованную входным патрубком и вдвинутым в него конусом, запыленный газ со скоростью 30—50 м/с ударяется о поверхность жидкости, находящейся на 2—3 мм ниже кромки трубы. За счет инерционных сил и образующейся вокруг щели завесы из капель жидкости частицы пыли улавливаются водой; шлам, собирающийся на дне пылеуловителя, периодически удаляется из него.

Очищенный газ выводится из аппарата, предварительно пройдя брызгоуловители, т. е. перегородки, расположенные по ходу газа. Уровень воды в аппарате поддерживается постоянным с помощью гидрозатвора. Удельный расход воды в скрубберах Дойля составляет — 0,15 кг/м³. Гидравлическое сопротивление аппарата около 1,5 кПа. В скруббере Дойля с высокой эффективностью улавливаются частицы размером более 10—15 мкм.

Ротоклон типа N. Главной частью ротоклона (рис. 9.6, а) является щелевой канал (импеллер) сложной формы. При пуске вентилятора уровень жидкости в центральном отсеке понижается, в результате чего между поверхностью воды и верхней направляющей импеллера образуется щель, в которую (обычно со скоростью — 15 м/с) устремляется запыленный газ.

Рис. 9.6. Ротоклон типа N: а — общий вид: 1 — вход газов; 2 — направляющие лопатки (импеллеры) ; 3 — брызгоотбойник; 4 — выход газов

Газовый поток подхватывает жидкость, движущуюся турбулизированным слоем вдоль нижней направляющей канала. Далее жидкость отбрасывается к верхней направляющей канала и при выходе из щели падает в виде сплошной водяной завесы, сквозь которую проходит газ. Под действием инерционных сил при поворотах частицы пыли проникают в слой жидкости и улавливаются им. Другая часть пыли улавливается при проходе через водяную завесу. Во избежание выноса из аппарата капельной влаги на пути выхода газов устанавливают специальные отбойные щиты. Вентилятор, вызывающий движение газов через ротоклон, часто устанавливают непосредственно на корпусе аппарата.

Уловленная пыль собирается на дне корпуса аппарата и удаляется вручную или с помощью размещенного на дне скребкового транспортера.

Отсутствие сопел и мелких отверстий позволяет работать при высокой запыленности газа на воде пониженного качества, расход которой обычно не превышает 0,03 кг/м³ и определяется только испарением и потерями со шламом.

При эксплуатации ротоклона очень важно поддерживать постоянный уровень воды. Эта операция обязательно должна быть автоматизирована.

Щелевой канал длиной 1 м может пропустить (4—6)×10³ м³/ч газа. За рубежом есть аппараты с пропускной способностью до 90 000 м³/ч, суммарная длина щелевого канала которых составляет 15 м. В целях сокращения длины аппарата в одном корпусе обычно устанавливают два симметрично расположенных щелевых канала.

Колебания в расходе газов через ротоклон в пределах ±25 % почти не отражаются на эффективности работы, что является существенным достоинством аппарата. Однако к температуре газа ротоклоны очень чувствительны и могут нормально работать только на холодном газе. Гидравлическое сопротивление ротоклона обычно не превышает 1,5—2 кПа.

Пылеуловитель типа ПВМ. ЦНИИ промышленных зданий разработан щелевой пылеуловитель с более простой конфигу­рацией канала (рис. 9.7, а), образованного прямыми перегородками и отбойником. При включении вентилятора воздух устремляется в щель между перегородками, захватывая с собой жидкость. Образовавшийся турбулизированный слой жидкости сначала отклоняется нижней перегородкой вверх, а потом верхней перегородкой с отбойником — вниз, образуя сплошную водяную завесу, через которую проходит подлежащий очистке газ. Пыль, как и в ротоклоне, улавливается за счет инерционных сил, действующих при поворотах и прохождении газа через водяную завесу.

Рис. 9.7. Схема пылеуловителя типа ПВМ: а — общий вид; б — график эффективности, 1 — входной патрубок; 2 — корпус; 3 — верхняя перегородка; 4 — нижняя перегородка; 5 — сливной патрубок; 6 — регулятор уровня; 7 — каплеуловитель; 8 — вентилятор.

Шлам можно удалять как периодическим сливом, так и скребковым транспортером. Установка вентиляторов допускается на крышке корпуса, а также отдельно от пылеуловителя.

Постоянный уровень воды в пылеуловителе поддерживается с помощью специально разработанного поплавкового устройства.

Эффективность и гидравлическое сопротивление аппарата зависят от величины δ — превышения верхнего уровня воды над нижней кромкой верхней перегородки. Эффективность определяется кривыми (рис. 9.7, б), а гидравлическое сопротивление может быть подсчитано по формуле

Δр = 0,01·δ +880 , (9.2)

где V₁ — расход газа на 1 м длины щели пылеуловителя, м³/с [V₁ = 0,6÷2,0 м³/(с·м)].

Пылеуловители типа ПВМ нормализованы в пределах расходов газа 3—40 тыс. м³/ч применительно к серийно выпускаемым вентиляторам отечественного производства.