Промислова екологія - Апостолюк C.O. - Барботажно-пінні пиловловлювачі

Значного поширення на промислових підприємствах набули пиловловлювачі мокрого очищення повітря від пилу, особливо дрібнодисперсного d > 0,3—1,0 мкм у гарячих і вибухонебезпечних повітряних сумішах. Однак слід відзначити низку недоліків мокрих пиловловлювачів: утворення шламу, що потребує спеціальних систем для його перероблення; викид вологи в атмосферу; необхідність створення зворотних систем водопостачання. Водночас необхідно зазначити, що вказані недоліки незначно звужують сферу застосування мокрих пиловловлювачів. Ці пиловловлювачі часто можна побачити на машинобудівних, ливарних, металургійних, нафтодобувних, деревообробних та інших підприємствах.

Пиловловлювачі мокрого очищення працюють за принципом осідання частинок пилу на поверхню крапель рідини або на плівку рідини під впливом сил інерції й броунівського руху молекул. Крім цього, на процес осідання частинок впливають: турбулентна дифузія, взаємодія електрично заряджених частинок пилу; процеси конденсації; випаровування та ін. У всіх випадках очищення повітря у мокрих пиловловлювачах важливим фактором є змочуваність частинок пилу рідиною. Чим більша змочуваність, тим ефективніший процес очищення [1].

Пиловловлювачі такого виду характеризуються наявністю ємності, заповненої водою. Улаштування та експлуатація систем мокрого очищення повітря значно полегшуються, якщо підведення води до зон контакту здійснюється внаслідок її циркуляції всередині самого пиловловлювача. Накопичений у ньому шлам може відводитися безперервно або періодично за допомогою механічних транспортерів або гідравлічним способом.

Витрата води визначається втратами на випаровування та з виділенням шламу. При видаленні шламу механічними скребковими транспортерами або вручну витрата води є мінімальною й становить всього 2—5 г на 1 м3 повітря. При періодичному змиванні згущеного шламу витрата води становить у середньому 10 г на 1 м3 повітря, а при постійному зливанні витрата води не перевищує 100—200 г на 1 м3 повітря.

Мокрі пиловловлювачі поділяються на: скрубери Вентурі, відцентрові, струменеві, вентиляційні, пристрої ударно-інерційного типу, барботажні та ін.

Скрубери Вентурі

Пиловловлювачі цього типу належать до найбільш поширених очисних установок на машинобудівних, металургійних і деревообробних підприємствах.

На рис. 3.29 зображена схема скрубера Вентурі. Основним елементом цього пиловловлювача є сопло Вентурі 2, в конфузорну частину якого підводиться потік запиленого повітря (газу), а через відцентрові форсунки 1 подається вода для зрошування. У конфузорній частині сопла повітря розганяється від вхідної швидкості (о = 15—20 м/с) до швидкості у вузькому перерізі сопла 30—200 м/с і більше. Процес осідання частинок пилу на краплинах рідини зумовлений масою рідини, загальною поверхнею крапель і високою відносною швидкістю частинок ріди

Рис. 3.29. Схема скрубера Вентурі: 1 — форсунка; 2 — сопло Вентурі; З — краплевловлювач

ни й пилу в конфузорній частині сопла 2. У конфузорній частині сопла потік гальмується до швидкості 15—20 м/с і подається в краплевловлювач 3.

Скрубери Вентурі забезпечують високу ефективність очищення пилу — аерозолі з середнім розміром частинок 1—2 мкм при початковій концентрації домішок до 100 г/м3.

Мокрі відцентрові пиловловлювачі

У пиловловлювачах цього виду використовують сили інерції, що виникають при плавному викривленні потоку запиленого повітря.

Загальний вигляд відцентрового пиловловлювача фірми "Якоб Хандте" (ФРН) наведений на рис. 3.30, а [22]. Пиловловлювач має вигляд вертикального циклона з тангенціальним підведенням запиленого повітря. Нижня частина корпуса циклона заповнена водою, яка закручується повітряним потоком, змочуючи стінки апарата та створюючи, крім цього, за віссю обертання "тромб", як в природних смерчах. Пил залишається на змочених стінках. У деяких випадках вісь обертання доцільно розташовувати горизонтально.

У пиловловлювачі фірми "Ер Тумблер" (ФРН) запилене повітря рухається у спіральному каналі (рис. 3.30, б). Нижня частина апарата заповнена водою. Повітряний потік, обтікаючи поверхню води, підхоплює її, закручує та розбризкує. При цьому повітря промивається водою, а пилові частинки, осідаючи на поверхнях каналу, утримуються на водяних плівках.

Рис. 3.30. Мокрі відцентрові пиловловлювачі: а — вертикальний фірми "Якоб Хандте"; б — горизонтальний фірми "Ер Тумблер"

Для мокрого очищення нетоксичних і невибухонебезпечних газів (повітря) від пилу застосовують відцентровий скрубер СЦВБ-20 батарейного типу [7]. Скрубер (рис. 3.31) складають із стандартних циклонних елементів 1 у вигляді труби із завихрювачем 2.

Зрошування скрубера здійснюється водою за допомогою форсунки 3, встановленої в камері неочищуваного газу (повітря) 4. Перед камерою встановлена сітка 5 для вловлювання крупних частинок пилу. Циклонні елементи нижнім кінцем входять у шламову камеру 6і, а очищене повітря виводиться з апарата через патрубок 7.

Мокрий форсунковий скрубер

Такий скрубер є різновидом скрубера Вентурі. На рис. 3.32 наведена схема форсункового скрубера. Повітряний потік патрубком 3 подається на дзеркало води, де осідають найкрупніші частинки пилу. Дрібнодисперсний пил, розподіляючись уздовж усього перерізу корпусу 19 підіймається вгору назустріч потоку крапель, що подається в скрубер через форсункові пояси 2. Ефективність очищення цих скруберів невисока (0,6—0,7).

Скрубери такого типу найчастіше використовують на деревообробних, текстильних і харчових підприємствах.

Барботажно-пінні пиловловлювачі

На промислових підприємствах часто застосовують барботажні пиловловлювачі. Ці пи-

Рис. 3.31. Відцентровий скрубер СЦВБ-20: І — циклонний елемент; 2 — завихрювач; 3 — форсунка; 4 — камера; 5 — сітка; 6 — шламова камера; 7 — патрубок

Рис. 3.32. Схема форсункового скрубера: 1 — корпус; 2 — форсункові пояси; 3 — вхідний патрубок

ловловлювачі працюють за принципом барботування суміші води й піни. На рис. 3.33 наведена схема барботажно-пінного пиловловлювача. Апарат працює таким чином. Запилене повітря надходить під решітку 3, а далі — через її отвори, і, барботуючи через шар води й піни, очищається від частинок пилу їх осіданням на внутрішній поверхні повітряних бульбашок, які спливають на поверхню води. Ефективність процесу очищення повітря в основному залежить від швидкості барботування. Найбільша ефективність очищення повітря від дрібнодисперсного пилу досягає 0,95.

Рис. 3.33. Схема барботажно-пінного пиловловлювача: І — корпус; 2 — піна; 3 — решітка