Пылеуловители мокрого типа, устройство и принцип действия, виды и их достоинства и недостатки

Для очистки отходящих газов на промышленных предприятиях применяются сухие и мокрые пылеуловители. В сухих аппаратах для фильтрации газовоздушной смеси от твердых загрязнений используются центробежная и инерционная силы. В мокрых пылеуловителях принцип работы основан на обеспечении максимального контакта частиц пыли с мокрой поверхностью или распыленными через форсунки каплями жидкости с дальнейшей коагуляцией и осаждением в дренажную систему. При использовании в качестве влаги химических растворов или расположение во внутренней полости агрегата абсорбентов с помощью пылеуловителей мокрого типа можно нейтрализовать вредные газы или химические соединения.

Аппараты с мокрой очисткой широко применяются в металлургической, химической, энергетической сферах, при производстве сыпучих строительных материалов, удобрений, на производстве целлюлозно-бумажной продукции, на предприятиях нефтеперерабатывающей области и сжигания отходов. Устройство и принцип действия мокрых пылеуловителей позволяет при фильтрации снижать температуру и повышать влажность отходящих газов.

Пылеуловители мокрого типа

Виды мокрых пылеуловителей

В зависимости от принципа действия, конструкции и условий эксплуатации, к мокрым пылеуловителям относятся аппараты следующих типов:

полые;
насадочные;
центробежные;
пенные (барботажные);
труба Вентури.

Полые скрубберы конструктивно представляют собой вертикальную цилиндрическую колонну, в которой по периметру или в центре располагаются форсунки для подачи жидкости. Загрязненный газ движется снизу вверх, а направление плоскости распыления влаги может быть попутным, перпендикулярным или противоположным вектору распространения потока. Для увеличения эффективности очистки в корпусе полого скруббера могут находиться несколько ярусов форсунок, диаметр которых выбирают в зависимости от размера частиц пыли.

Создаваемый форсунками влажный туман для увеличения контакта полностью перекрывает площадь сечения корпуса. Движущиеся вверх твердые частицы загрязнений связываются капельками влаги, увеличивая свой объем и вес, и под действием силы тяжести осаждаются в нижнюю часть скруббера, откуда транспортируются дренажной системой. Дополнительная очистка происходит за счет прилипания пыли к мокрым стенкам и смывания ее в дренаж. Полые аппараты отличаются простотой конструкции, небольшим гидравлическим сопротивлением и высокой степенью очистки.

К мокрым пылеуловителям относят насадочные скрубберы, в которых для увеличения контакта и абсорбции загрязнений применяются специальные насадки. Материал насадок и жидкость для орошения подбираются с учетом химических и физических свойств загрязнений. Проходя через насадки, расположенные в несколько ярусов, твердые частицы прилипают к мокрой поверхности и затем смываются в дренаж. Конструкция и принцип действия насадочных аппаратов в значительной степени увеличивают площадь соприкосновения жидкой и твердой фаз, дают возможность уменьшить габариты устройства, повышают степень очистки, снижают мощность насоса и вентилятора. Наряду с фильтрацией рабочей среды от твердых включений полые пылеуловители нейтрализуют агрессивные газы. Широкое применение полые устройства получили в металлургической, химической и энергетической промышленности, выбросы на предприятиях которых содержат широкий спектр вредных веществ и газов.

К распространенным видам мокрых пылеуловителей относятся центробежные аппараты (орошаемые циклоны), в которых совмещены два типа очистки: мокрая (коагуляция) и центробежная. Запыленный воздух попадает внутрь корпуса через спиральный патрубок, который придает потоку вращательное движение. В верхней части расположена система форсунок, которая распыляет жидкость по вектору движения рабочей среды. Центробежная сила отбрасывает частички загрязнений к мокрым стенкам корпуса с последующим их смывом в дренажную систему. Пыль в центральной части циклона смачивается распыляемыми мельчайшими каплями жидкости и увеличивая свой вес и объем, оседает в нижнюю часть корпуса, откуда удаляется в дренаж. Гидравлическое сопротивление центробежных пылеуловителей находится в диапазоне от 400 до 850 Па, степень очистки от пыли с размером от 30 мкм составляет не менее 90%.

Пенные или барботажные аппараты для очистки промышленных газов оснащены специальными решетками и используют в работе принцип образования пены при активном перемешивании жидкой и твердой фаз. Запыленный воздух поступает под решетку через отверстия и при прохождении образуется пена, которая обволакивает твердые включения и очищает газ. Различают два вида барботажных аппаратов:

с протеканием жидкости через решетку (ПГП);
с поступлением жидкости через переливные элементы, которые установлены над решетками.

Пропускная способность пенных скрубберов находится в диапазоне от 2 000 до 60 000 м3/ч, гидравлическое сопротивление лежит в пределах от 4 000 000 до 200 000 000 Па. Степень очистки барботажных аппаратов достигает показателя 95% и напрямую зависит от скорости запыленного потока под решеткой, среднее значение которого составляет 2,5 м/с.

Мокрые пылеуловители типа труба Вентури широко применяются в различных сферах промышленности. Конструктивно такой аппарат состоит из двух диффузоров, которые своими узкими частями соединяются между собой прямой горловиной. Принцип действия скруббера Вентури основан на законе Бернулли, который устанавливает зависимость скорости потока от сечения трубы, по которому он движется.

Загрязненный газ транспортируется от широкой горловины к узкой части и по мере движения повышается скорость потока (до 430 км/ч). Высокая турбулентность дробит на мельчайшие частицы капли жидкости, которые подаются форсунками, обеспечивает максимальный контакт твердой и жидкой фазы и обволакивание влагой частиц загрязнений. После прохождения узкого горла корпус резко расширяется и скорость потока падает. Капли с пылью увеличиваются в объеме и массе и на выходе из скруббера отделяются в сепараторе, а чистый воздух выбрасывается наружу. Загрязнения в виде пульпы оседают в бункер и удаляются по дренажной системе. Мокрые пылеуловители типа труба Вентури не только очищают загрязненный газ, но и увлажняют и снижают температуру отходящего потока.