Механическая очистка газов от пыли

Осадительная камера — простейший аппарат для очистки газов, работа которого основана на действии силы тяжести.

Осадительная камера обычно имеет прямоугольную форму; поперечное сечение ее в несколько раз больше сечения соединенных с ней газоходов, поэтому скорость газа в камере меньше, чем в газоходах (не более 0,5—1,0 м/сек).

Газ по пылевой камере движется горизонтально, а находящиеся в нем пылинки падают вниз. Скорость оседания частиц пыли зависит от их размера. Чем частица тяжелее, тем быстрее она оседает.

Крупные частицы пыли, находящиеся в газе, успевают за время прохождения вдоль камеры опуститься до дна и осесть в бункерах. Из бункеров пыль периодически выпускают. Схема пылевой камеры приведена на рис. 12.

Таким образом, пылевая камера служит для осаждения грубой пыли, и степень улавливания в ней пыли невелика. Кроме того, пылевые камеры громоздки; это — несовершенные, устаревшие устройства.

В доменных цехах для улавливания грубой колошниковой пыли широко применяют пылеосадительные камеры цилиндрической формы. Попадая в камеру, газ заметно теряет скорость, что приводит к выпадению из него большого количества пыли.

Некоторая часть наиболее грубой пыли оседает в газоходах, поэтому в них устраивают люки и бункеры, через которые осевшую грубую пыль периодически выпускают.

Циклоны и батарейные циклоны — более эффективные аппараты, чем осадительные камеры. Циклон, схема которого приведена на рис. 13, основан на действии центробежной силы.

Запыленный газ поступает со скоростью около 15—20 м/сек в цилиндрическую часть циклона по трубе, расположенной касательно к циклону, поэтому приобретает вихреобразное движение. Находящиеся в газе частицы пыли центробежной силой отбрасываются к стенкам циклона, отделяются от газа и опускаются в бункер. Газ выходит через выхлопную трубу циклона, увлекая с собой лишь мелкие частицы пыли, не отброшенные центробежной силой.

Циклоны работают значительно эффективнее, чем пылевые камеры, и занимают меньше места. Коэффициент полезного действия их, т. е. отношение количества уловленной пыли к общему ее количеству в газе, выраженное в процентах, составляет 35—40% для тонких пылей и достигает 90% для крупных. Диаметр циклонов от 0,8 до 2,5 м при высоте 3—4 м. Изготовляют их обычно из котельного железа и используют как вспомогательные аппараты для предварительной очистки газа и для удаления из него грубой пыли перед улавливанием тонкой пыли.

При уменьшении диаметра циклона увеличивается центробежная сила, действующая на частицы пыли. Это приводит к осаждению не только крупных частиц пыли, но и значительной части пыли со средним размером частиц. При этом коэффициент полезного действия аппарата повышается до 90% и более. Такие аппараты малого диаметра (от 15 до 25 см), называемые батарейными циклонами, работают лучше циклонов, и теперь предпочитают ставить вместо одного циклона батарею из 8, 16, 32 и больше малых циклонов. Схема батарейного циклона приведена на рис. 14.

Обслуживание циклонов и батарейных циклонов весьма просто и сводится к обеспечению их герметичности, а также систематической разгрузки. Иногда циклоны устанавливают над бункером, пыль из которого поступает в шихту. При этом исключается необходимость дополнительных перевозок.

Орошение стен циклона водой делает его работу более эффективной. В связи с этим находят применение так называемые мокрые циклоны или центробежные скрубберы.

Центробежный скруббер конструкции Всесоюзного теплотехнического института представляет собой вертикально установленный цилиндр, заканчивающийся внизу конусной воронкой. Стен-и цилиндра в верхней части орошаются водой, образующей тонкую пленку, стекающую по цилиндру. На некоторой высоте от дна в стенке цилиндра сделано отверстие, к которому по касательной приварен патрубок для подвода газов. Газы поднимаются по винтовой линии и удаляются через верхнюю часть цилиндра. Содержащиеся в газах частицы пыли под действием центробежной силы достигают водяной пленки на стенках, смачиваются ею и смываются через воронку в сборник для шлама.

Коэффициент полезного действия таких циклонов достигает для крупной и средней пыли 98%.

Часто для очистки газы пропускают через мокрые скрубберы, вид одного из которых приведен на рис. 15. Шахта скруббера заполняется насадкой из деревянных решеток, керамических колец и пр. Сверху насадка орошается водой, стекающей навстречу движущемуся вверх газу. Оседающая при этом влажная пыль в виде пульпы удаляется через кран в коническом днище скруббера.

В черной металлургии для тонкой мокрой очистки больших количеств газа применяются динамические газоочистители (дезинтеграторы).

Приведенный на рис. 16 дезинтегратор представляет собой мощный вентилятор, на валу которого укреплен диск с лопастями и стержнями — бичами. При вращении вала укрепленные на нем бичи входят в промежутки между неподвижными бичами, укрепленными на корпусе газоочистителя. Засасываемый лопастями газ бичами перемешивается с водой, содержащиеся в нем частицы пыли смачиваются и отбрасываются в сливной канал, а очищенный газ удаляется из камеры дезинтегратора по газопроводу.

Дезинтегратор пропускает до 80 000 м3 газа в час при содержании в отходящих газах около 0,1 г/м3 пыли. При понижении производительности и повышении расхода воды до более 0,5—0,6 л/м3 газа степень очистки в дезинтеграторах можно повысить и довести содержание пыли в газах до 0,02 г/м3.

Аппараты, основанные на использовании силы тяжести и центробежной силы, не в состоянии полностью улавливать тонкую пыль, получаемую в большом количестве при производстве цветных металлов. В этом случае чаще всего применяют электрические и рукавные тканевые фильтры.