Скоростные (турбулентные) пылеуловители

Скоростные пылеуловители (СПУ) начали широко применять в цветной металлургии с 1950 г. Этому способствовало несложное малогабаритное их оборудование и простота обслуживания.

Принцип действия СПУ заключается в следующем. Вода, вводимая в поток запыленных газов, движущихся с высокой скоростью (обычно 70—100 и более м/с), дробится на мелкие капли. Необходимая для дробления жидкости энергия заимствуется в основном у газового потока. Высокая степень турбулентности газового потока способствует дроблению жидкости и столкновениям частиц с каплями жидкости. Относительно крупные капли жидкости вместе с частицами пыли легко улавливаются затем в простейших пылеуловителях (например, в мокрых циклонах).

Для разгона газового потока в газопровод встраивают конфузор, переходящий в небольшой участок цилиндрической формы (горловину), где газы движутся с наибольшей скоростью. Затем газы расширяются в диффузоре и их скорость снижается. Конфузор, горловина и диффузор образуют скоростной (турбулентный) распылитель. Вид распылителя круглого сечения (применяют также распылители прямоугольного сечения); скоростной распылитель и циклон составляют СПУ, а на рис. 5 показана установка пылеуловителя с трубой Вентури.

Оптимальное соотношение отдельных элементов распылителя следующее: углы раскрытия конфузора и диффузора принимают, как правило, соответственно равными 25—28 и 6—7°; длина горловины обычно составляет от 0,15 до 0,5 ее диаметра. Чтобы снизить потери давления, внутреннюю поверхность трубы-распылителя подвергают механической обработке.

Рис. 5. Скоростной распылитель с периферийной подачей жидкости (нормаль Гипроцветмета)

Электрофильтры

Основная классификация электрофильтров может быть представлена следующим образом.

По расположению зон зарядки и осаждения – однозонные и двухзонные.

Двухзонные электрофильтры применяют для очистки вентиляционного воздуха с очень малой начальной запыленностью — около 10 мг/м³. Провода ионизатора находятся под напряжением 13 кВ. положительной полярности (положительная корона дает меньше озона, чем отрицательная, что важно, если очищенный воздух применяют для приточной вентиляции).

По направлению хода очищаемых газов – вертикальные и горизонтальные. По форме осадительных электродов – трубчатые, шестигранные и пластинчатые. По числу последовательно расположенных электрических полей – однопольные и многопольные. По числу параллельно работающих секций — односекционныеи многосекционные. Посостоянию улавливаемой пыли — сухие, когда очистка газов в электрофильтре осуществляется при температуре выше точки росы газа, т. е. пыль улавливают в сухом виде, и мокрые, когда газы, влажные вследствие конденсации паров воды или других газообразных компонентов, и пыль улавливают в мокром виде, а удаляют с электродов промывкой.

Элементы конструкции электрофильтров

Корпус (кожух) выполняют из листовой стали, бетона, кирпича, листового свинца и других материалов в зависимости от температуры очистки газов и их агрессивности,

В корпусе электрофильтра размещают системы осадительных и коронирующих электродов, механизмы встряхивания электродов, механизмы для удаления осажденной пыли (в сухих электрофильтрах) или форсунки для смыва пыли (в мокрых электрофильтрах), устройства для равномерного распределения газа по сечению электрофильтра и др.

Корпус электрофильтра может быть прямоугольным (горизонтальные и часть вертикальных электрофильтров) или круглым (вертикальные электрофильтры).

Корпус горизонтальных электрофильтров, работающих при высоких температурах (до 400—450°С), во избежание подсосов воздуха выполняют, как правило, герметичными из листовой стали с наружной теплоизоляцией, а не из кирпича или бетона.

Осадительные электроды изготовляют из углеродистой и легированной стали, свинца, титана и винипласта (в мокрых электрофильтрах) в зависимости от условий работы электрофильтра и агрессивности газов.

Выбор материала для коронирующих электродов зависит от агрессивности газов и их температуры; обычно применяют углеродистую и легированную сталь, свинец, нихром и др.

Коронирующие электроды должны быть по возможности увеличенного поперечного сечения во избежание их обрыва, в частности вследствие электрической эрозии. В настоящее время выбирают преимущественно профили коронирующих электродов, с коронирующими кромками или фиксированными точками коронного разряда — иглами.

На рис.6 представлена схема стандартного электрофильтра.

Рис.6 Схема электрофильтра типа ЭГА

1 – корпус; 2 – газораспределительная решетка; 3 – осадительный электрод; 4 – механизм встряхивания осадительных электродов; 5 – коронирующий электрод; 6 – рама подвеса коронирующих электродов; 7 – механизм встряхивания коронирующих электродов; 8 – привод встряхивания осадительных электродов; 9 – привод встряхивания коронирующих электродов;   10 – токоподвод; 11 – вибратор; 12 – опора.

2. Исходные данные:

- Объем отходящих газов V=100000 м³/ч = 27,777 м³/с

- температура газа на выходе из дуговой печи t=1700 ºС

- барометрическое давление P_бар=98658,5 Па

- разрежение перед фильтром P=2000 Па

- стандартное отклонение (к-т полидисперсности) σ_ч=0,06

- концентрация пыли в газе перед фильтром Z₁=30 г/м³

- средний размер частиц d_м=1,2 мкм

- плотность частиц пыли ρ_п=3070 кг/м³

- состав газа: 8% СО₂, 3,22% О₂, 15,64% CO, 0,5% H₂, 72,64%N₂

- дисперсный состав пыли характеризуется следующими данными

- фракционный состав пыли характеризуется следующими данными