16.2. Зрошувані циклони з водяною плівкою

Ефект дії зрошуваного циклону в порівнянні із звичайним циклоном посилюється тим, що пил, що відкидається під дією відцентрових сил до стінок циклону, значною мірою поглинається водяною плівкою і перетворюється на шлам. В результаті запобігає вторинне віднесення пилу, що виділився з потоку.

У циклонах з водяною плівкою небезпека вибуху і спалаху пилу практично усувається.

Зрошуваний циклон типу ЦВП (мал. 6.3) складається з циліндрового корпусу з конічним днищем і воздухоотводящим патрубком і воздухоподводящей равлика. Запилене повітря підводиться по дотичній до корпусу з швидкістю близько 20 м/с. Поверхня стінок апарату зрошується водою за допомогою сопел, розташованих рівномірно у верхній частині циклону. Сопла знаходяться також у вхідному патрубку і призначені для змиву відкладень пилу. Тиск води перед соплами 2...2,5 кПа. Питома витрата води - 0,05...0,3 л/м . Одиночні циклони з водяною плівкою розраховані на очищення 1...20 тис. м /ч запиленого газу і у всьому діапазоні продуктивності забезпечують достатній ступінь очищення.

Рис. 16.3. Циклон з водяною плівкою ЦВП: 1 - корпус; 2 - вихідний патрубок; 3 - равлик; 4 - колектор; 5 - конусний патрубок (гідрозасув); 6 - вхідний патрубок.

Циклон з водяною плівкою типу ЦВП можна використовувати для очищення низькотемпературних газів з будь-яким видом пилу, що не цементується, окрім тієї, що схоплюється і реагує з водою. Він може бути застосований як каплеуловителя в установках з трубами Вентурі.

Загальна ефективність ЦВП - до 90 %, фракційна ефективність уловлювання частинок розміром 5... 10 мкм до 90.. .95 %.

Основні характеристики газопромивщиків ЦВП приведені в табл. 6.4 і 6.5.

Таблиця 6.4

Характеристика циклонів з водяною плівкою

Гідравлічний опір циклонів ЦВП залежить від витрати газу і конструкції апарату. На мал. 6.4 приведена номограма для визначення гідравлічного опору ЦВП різних типоразмеров залежно від витрати газу.

*У вхідному отворі циклону vBX.

||Умовна середня в поперечному перетині циклону v0.

Таблиця 6.5.

Основні розміри зрошуваних циклонів ЦВП.

Рис. 16.4. Номограма для визначення гідравлічного опору АР циклону ЦВП залежно від витрати газу Уї діаметру аппарата/).

Ступінь очищення газу в циклоні ЦВП можна визначити на основі двох графіків, приведених на мал. 6.5 і 6.6.

По мал. 6.5 визначають діаметр частинок пилу, що уловлюються на 50%, залежно від гідравлічного опору апарату. Графік, приведений на мал. 6.6, побудований для певних умов: р\= 2650 кг/м

t= 20 °С, цэг = 1,83-10"5 Па-с, тому для інших умов величина діаметру частинок, уловлених на 50% (d50), уточнюється по залежності:

З э д \ °’⁵

4 = d% (6-13)

де ^₅₀^д, d5q - діаметри частииц, уловлених на 50% відповідно в дійсних і еталонних умовах.

Ступінь або ефективність фракційного очищення визначається по номограмі (мал. 6.6).

Для цього спочатку визначають параметр ст, а по кривою розподілу D (d), побудованою в логарифмічно імовірнісних координатах на основі властивостей інтеграла вірогідності:

\na = \n(dm/dl6) = \n(djdm) (6.14)

де dm - медіанний розмір частинок нормального розподілу, який є таким розміром, при якому маса частинок більше dm рівна кількості частинок дрібніше dm; d16 і dS4 - розміри частинок, відповідні ординатам 16 і 84% кривій D (d).

Рис. 16.5. Залежність діаметру частинок пилу, що уловлюються на 50% dn=50, від гідравлічного опору АР і діаметру циклону ЦВП в основному (а) і швидкісного (б) виконання.

Рис. 16.6. Номограма для визначення ступеня очищення в циклонах ЦВП

Потім з координати d^=50 на осі абсцис номограми (див. мал. 6.6) проводять пряму під кутом, відповідним знайденому по формулі (6.14) значенню ст. Таким чином, номограма є як би підготовленою до роботи.

Для визначення ступеня фракційного очищення необхідно для кожного середнього діаметру фракції знайти по лінії а відповідну ординату ступеня очищення.

Загальний ступінь очищення для всього складу пилу знаходять по формулі:

_Јобщ = ^АЯ_Ј{, (6.15)

i=i

де Щ - масова частка фракції i -го розміру; ei - ступінь очищення пилу

від частинок i -го розміру; п - число вузьких фракцій у складі пилу.

Слід мати на увазі, що розглянутий метод розрахунку ефективності очищення розроблений для пилу з dn=50 = 5...32 мкм, тому поширювати метод на дуже тонкий пил (d50 < 3 мкм) не слід.

Крім того, метод розроблявся для повністю змочуваного пилу, тому для незмочуваного пилу набутого значення ^₅₀ для основного і швидкісного ЦВП слід збільшити відповідно в 2,2 і 1,9 разу, а при змочуванні 25...75% - в 1,5 і 1,4 разу.

Циклони-газопромивщики типу СИОТ працюють при підвищених швидкостях газового потоку (14...20 м/с). На відміну від циклонів ЦВП швидкісні промивачі СИОТ мають усередині додаткові завихорювачі, що дозволяє їх використовувати для очищення великих об’ємів газів (до 300 тис. м /ч) без зниження ефективності.

Газопромивщики типу СИОТ мають непоганий ступінь очищення і розраховані на уловлювання змочуваного не волокнистого пилу, що не схоплюється, при початковій запиленій до 5 г/м. У швидкісних промивачах СИОТ частинки пилу більше 5 мкм уловлюються більш ніж на 99%.

Основні характеристики апаратів приведені в таблиці 6.6.

Таблиця 6.6.

Технічні характеристики газопромивщиків СИОТ

Циклони-промивачі СИОТ за інших рівних умов мають габаритні розміри в 2,5...3 разу менше, ніж габаритні розміри скрубера, ефективність тих і інших апаратів приблизно однакова.

Розрахунки характеристик циклонів з водяною плівкою ЦВП і ступені очищення оброблюваних газів по імовірнісному методу проводяться в наступному порядку.

1. По перепаду, що розташовується, тиск вибирає вид виконання апарату. Циклон в основного виконання має менший опір (лінія 1, значення Арг на графіці мал. 6.7; Ј = 30, чим циклон із зменшеним вхідним перетином (лінія 2, значення Ар2 на графіці рис.6.7; З = 75). По заданій витраті газових викидів знаходять з графіка мал. 6.7 діаметр апарату і відповідну величину втрати тиску.

2. По графіку мал. 6.8 знаходять величину d50. Значення lg ач приймають рівним 0,838.

3. По формулі (4.38) визначають параметр осадження jc і з таблиці 4.1 знаходять повний коефіцієнт очищення.

4. Обгрунтовують необхідність застосування газопромивщика ЦВП або приводять причини відмови. Слід взяти до уваги, що вміст дисперсних частинок в оброблюваних газових викидах не повинна перевищувати 2 г/м3^. При вищих концентраціях циклони з водяною плівкою рекомендується використовувати як другий ступінь очищення з установкою на першому ступені сухого пиловіддільника.

Рис. 6.7. Залежність перепаду тиску від витрати газу в газопромивщику ЦВП: 1 - циклон в основного виконання; 2 - циклон із зменшеним вхідним перетином.

Розрахунки параметрів відцентрового газопромивщика СИОТ виконують аналогічно попередньому.

Рис.6.8. Залежність d50 від діаметру газопромивщика ЦВП: 1 - циклон в основного виконання; 2 - циклон із зменшеним вхідним

перетином.