Colector de polvo húmedo
El proceso de eliminación de polvo húmedo se basa en el contacto entre el flujo de aire que contiene polvo y un determinado líquido (normalmente agua), y el polvo se captura mediante colisión inercial, difusión y otros mecanismos. Tiene una estructura simple y puede eliminar contaminantes gaseosos mientras elimina el polvo. Es adecuado para manejar gases que contienen polvo húmedo o de alta temperatura. No provocará fuentes secundarias de polvo debido al polvo atrapado que vuelve a volar, por lo que se usa ampliamente en. práctica.
1. Principio de eliminación de polvo del colector de polvo húmedo
En un colector de polvo húmedo, el contacto entre el agua y el flujo de aire cargado de polvo puede ser aproximadamente de tres formas:
1. Gotas de agua
Tabla 8-10 Especificaciones y rendimiento técnico principal del colector de polvo de bolsa
Debido a la pulverización mecánica u otros métodos, el agua forma gotas de diferentes tamaños, que se dispersan en el flujo de aire y se convierten en colectores de polvo, como torres de pulverización, etc. En principio, el mecanismo de captura de polvo es consistente con el mecanismo de filtración, excepto que se utilizan gotas de agua como cuerpos de captura de polvo.
2. Película de agua
Esta es una película de agua que se forma en la superficie del colector de polvo. El polvo en el flujo de aire golpea la película de agua debido a la inercia, la fuerza centrífuga, etc. ., como dispositivos de eliminación de polvo de película de agua ciclónica, etc. El principio de separación es el mismo que el del colector de polvo ciclónico seco. Sin embargo, debido a la existencia de una película de agua, la probabilidad de captura de polvo aumenta, previniendo eficazmente el polvo secundario. Por tanto, la eficacia de eliminación de polvo se puede mejorar considerablemente.
3. Burbujas
El contacto entre agua y gas en forma de burbujas se produce principalmente en el colector de polvo de espuma ya que el flujo de aire atraviesa la capa de agua, dependiendo de la capa de agua. velocidad del flujo de aire, la tensión superficial del agua, etc. Diferentes factores producen burbujas de diferentes tamaños. La sedimentación del polvo en las burbujas se debe principalmente a los efectos de la inercia, la gravedad y la difusión.
En los colectores de polvo húmedo reales, puede haber dos o incluso tres formas de contacto.
2. Torre de pulverización
La torre de pulverización utiliza agua pulverizada desde boquillas en una torre hueca para capturar el polvo. La estructura típica de la torre de aspersión se muestra en la Figura 8-8. El gas ingresa desde la parte inferior de la torre y el flujo de gas se distribuye uniformemente en la torre a través de la placa de distribución del flujo de gas. Se instalan una o varias filas de boquillas en la torre (la presión de pulverización de agua no es inferior a (1,5~2)×106Pa. La neblina de agua fluye hacia abajo bajo la acción de la gravedad, en dirección opuesta al aire cargado de polvo). fluir. El flujo de aire polvoriento se descarga desde la parte superior después de ser purificado con agua nebulizada. El flujo de aire cargado de polvo se eleva a una velocidad de 0,6~1,2 m/s, lo que puede evitar levantar las gotas y llevárselas.
El principal mecanismo de eliminación de polvo en la torre de aspersión es utilizar gotas de agua como colectores de polvo para capturar el polvo bajo los efectos de la inercia, interceptación, difusión, etc., entre los cuales el efecto de inercia es el principal. . Para mejorar la eficiencia de la captura de polvo, especialmente el mecanismo de colisión de captura inercial, es necesario aumentar la velocidad relativa de las gotas de agua y el flujo de aire y, al mismo tiempo, reducir el tamaño de las gotas de agua. La Figura 8-9 muestra la relación entre las gotas de agua de la torre de aspersión y la eficiencia de eliminación de polvo. En la figura se puede ver que cuando el diámetro de las gotas de agua está entre 500 y 1000 μm, la eficiencia es mayor a medida que el diámetro de las gotas de agua disminuye. la eficiencia disminuye. Por lo tanto, se puede considerar que para polvo menor de 5 μm, la eficiencia teórica es mayor cuando el diámetro de la gota de agua es de 800 μm. Por lo tanto, lo más adecuado es utilizar una boquilla de impacto para producir gotas de agua de un tamaño ligeramente inferior a 1 mm.
Figura 8-8 Diagrama de estructura de la torre de pulverización
1-Entrada de agua; 2-Filtro de agua; 3-Deflector de agua; 6-Flujo de aire; placa de distribución; 7-Salida de aguas residuales
3. Colector de polvo por aspersión centrífugo
El colector de polvo por aspersión centrífugo es un dispositivo de eliminación de polvo húmedo que utiliza fuerza centrífuga. Este tipo de colector de polvo (depurador) se puede dividir a grandes rasgos en dos tipos. Una es utilizar la fuerza centrífuga para mejorar la colisión entre las gotas de líquido y las partículas de polvo. Por lo tanto, como se mencionó anteriormente, la velocidad relativa de las partículas de polvo y las gotas (colisión inercial) y la densidad de pulverización (atrapamiento) son dos factores importantes que afectan la eficiencia de la recolección de gotas. Si aumentan las velocidades relativas de las gotas y las partículas de polvo, aumenta la eficiencia de la colisión. Esto se puede lograr aplicando fuerza centrífuga. Por ejemplo, cuando un gas gira a una velocidad tangencial de 17 m/s en un radio de 0,3 m, la fuerza centrífuga es 100 veces mayor que la de la gravedad. No utilizamos la gravedad, sino que utilizamos la fuerza centrífuga para actuar sobre las gotas de líquido. Por supuesto, el efecto de captura de partículas de polvo se puede mejorar enormemente (se puede calcular que bajo la influencia de una fuerza de 0,1 N, las partículas de polvo son). absorbido por líquidos de diversos tamaños de partículas debido a la colisión inercial. La eficiencia de la captura de gotas se muestra en la Figura 8-10.
La curva de la figura muestra que los tamaños de gotas en el rango de 40 a 200 μm son mejores y las gotas de aproximadamente 100 μm son las más efectivas. La estructura de este tipo de colector de polvo es que algunos tienen un tubo de entrada de agua equipado con varias boquillas en el centro de la parte inferior del colector de polvo para rociar agua en el gas giratorio, lo que se llama colector de polvo ciclónico de rociado de agua central; algunos tienen varios tubos de entrada de agua instalados alrededor del cilindro del colector de polvo. Las boquillas rocían agua en el flujo de aire giratorio casi en el mismo ángulo o tangencialmente, lo que se denomina colector de polvo ciclónico de rociado de agua periférico; otros rocían agua como una torre de rociado común; , pero el flujo de aire gira en la torre. También hay dos formas en que estos colectores de polvo hacen girar el gas: una es dejar que el flujo de aire entre al colector de polvo tangencialmente a una velocidad de 15 a 45 m/s, provocando un movimiento de rotación, la otra es como la Figura 8-11(a; ) Como se muestra en la Figura 8-11(b), se utilizan paletas guía fijas para girar el flujo de aire.
Figura 8-9: La relación entre el diámetro de la gota de agua y la eficiencia de colisión
Figura 8-10: La curva de relación del depurador por aspersión centrífugo η-d
Además de utilizar la fuerza centrífuga para Además de los colectores de polvo que mejoran la colisión entre las gotas de líquido y las partículas de polvo, también hay un colector de polvo centrífugo que utiliza la fuerza centrífuga para hacer que las partículas de polvo lleguen a la pared humedecida con agua y sean capturadas. Este tipo incluye un colector de polvo tipo ciclón con película de agua (Figura 8-12); y un colector de polvo tipo ciclón con película de agua horizontal.
El colector de polvo centrífugo más utilizado en China es el colector de polvo ciclónico de película de agua. Su estructura consiste en instalar varias boquillas alrededor de la parte superior del cilindro para rociar agua en la pared interior del cilindro exterior, de modo que la pared interior del cilindro siempre esté cubierta con una fina película de agua que fluye hacia abajo. El gas que contiene polvo entra tangencialmente desde la parte inferior del cilindro, luego asciende en espiral y se descarga desde la parte superior del cilindro. El polvo separado debido a la fuerza centrífuga se lanza hacia la pared del dispositivo y se adhiere a la capa de película de agua. Luego se descarga a través de la salida de aguas residuales junto con las aguas residuales que se descargan desde la parte superior del cilindro. .
Figura 8-11 Dos tipos de rotación de depuradores centrífugos
(a) Rotación de entrada tangencial; (b) Rotación de paletas guía
4.
El principio de funcionamiento del colector de polvo de impacto es: el flujo de aire cargado de polvo se precipita hacia el agua desde la boquilla a un cierto caudal y luego gira 180° para cambiar la dirección del flujo bajo la acción de. Inercia Parte del polvo se separa y las salpicaduras de agua y la niebla salpicadas por el flujo de aire pueden purificar aún más el flujo de aire. El flujo de aire purificado se deshidrata a través del deflector de agua y luego se descarga, como se muestra en la Figura 8-13. El flujo de aire cargado de polvo se rocía en el agua desde el tubo de entrada de aire. Hay un cono en la salida del tubo. Se forma un espacio anular entre la parte inferior del cono y la pared del conducto. este espacio (la boca de la tubería es de 2 a 3 mm más alta que la superficie del agua), genera niebla de agua y luego gira 180 ° después de que el deflector separa el agua y el vapor, se descarga de la salida de aire.
La velocidad del flujo de aire en el espacio anular, es decir, la velocidad del impacto, es un factor de diseño importante que rige la eficiencia de la eliminación de polvo. Normalmente esta velocidad es de 45 m/s. La caída de presión de todo el colector de polvo es aproximadamente 2 veces la presión dinámica calculada en función de la velocidad de impacto. Cuando la velocidad de impacto es de 39 m/s o superior, hay un grado extremadamente alto de turbulencia en un colector de polvo del tamaño adecuado. El agua y el gas se encuentran en un estado de intensa perturbación y el área de perturbación turbulenta se extiende justo debajo de la salida de gas. . ubicación.
La Figura 8-14 muestra un recolector de polvo autoexcitado Roto-clone. Después de que el flujo de aire polvoriento ingresa desde el medio, primero golpea la superficie del líquido de lavado, y algunas partículas gruesas se depositan y luego se ven obligadas a pasar a través de los canales en forma de S en ambos lados, aumentando su velocidad a aproximadamente 15 m/s. . El canal en forma de S está compuesto por dos palas curvas, cuya parte inferior está sumergida en agua. Debido a que la velocidad del flujo de aire en el canal es relativamente alta, se genera una cortina de agua caótica, que luego se rompe en muchas gotas de agua. Las partículas de polvo chocan con las gotas de agua y quedan atrapadas. El propósito de diseñar un canal en forma de S es cambiar rápidamente la dirección del flujo de aire para aumentar la fuerza centrífuga y aumentar la turbulencia del líquido. Cuando el flujo de aire sale del canal en forma de S, gira hacia abajo debido a la restricción de las aspas superiores y luego vuelve a subir. En este momento, algunas gotas de agua y polvo se separan del gas debido a la inercia y caen al agua. El flujo de aire ascendente luego pasa a través del dispositivo de deshidratación tipo alero para eliminar las gotas de agua y el polvo restantes, y luego sale del recolector de polvo.
Figura 8-12 Colector de polvo de película de agua tipo ciclón CLS
Figura 8-13 Colector de polvo de impacto
Figura 8-14 Tipo roto-clon autoexcitado colector de polvo
Los colectores de polvo autoexcitados a gran escala generalmente están equipados con un dispositivo mecánico de limpieza de polvo en la parte inferior y utilizan una válvula de aguas residuales en la parte inferior del colector de polvo para descargar el lodo regularmente.
La principal ventaja de este tipo de recolector de polvo es que no utiliza boquillas con pequeños orificios para rociar agua. No hay pequeños espacios en cada parte del recolector de polvo, por lo que no es fácil. bloqueado Puede usarse para tratar altas concentraciones de polvo. Gran flujo de gas. Su consumo de agua es pequeño y sólo se consume en pérdidas por evaporación y eliminación de lodos.
La eficiencia del colector de polvo autoexcitado depende en gran medida del nivel del agua. Por lo tanto, para garantizar el funcionamiento normal del equipo, es necesario instalar un dispositivo de control automático del nivel del agua. ser instalado.
Además, el diseño del colector de polvo autoexcitado también debe considerar:
1 Para que el gas que ingresa al colector de polvo se distribuya uniformemente por toda la entrada de la aspa, el El borde inferior de la entrada de aire debe ser La distancia entre la superficie del agua no debe ser inferior a 0,5 ~ 1,0 m, y la velocidad de entrada de aire no debe ser demasiado grande, generalmente inferior a 18 m/s.
2. Para que el flujo de aire sea uniforme, evitar que se arrastre agua y facilitar el control del nivel del agua, el tamaño del espacio en ambos lados de la hoja debe ser aproximadamente igual y el ancho de la sección transversal debe ser generalmente no será inferior a 0,5 m.
3. La cámara de separación de niebla debe tener suficiente espacio para evitar que entren excesivas gotas de agua al deflector de agua. La velocidad de elevación del flujo de aire generalmente no debe ser superior a 2,7 m/s.
4. El volumen de aire de tratamiento por unidad de longitud de pala es preferiblemente de 5800 m3/h, lo que consume menos energía. Cuando el volumen de aire supera los 6000 m3/h, la resistencia aumenta significativamente.
5. El componente clave del colector de polvo, las aspas, deben cumplir con los requisitos de diseño durante la producción. Las aspas deben instalarse horizontalmente, de lo contrario la eficiencia de eliminación de polvo se verá afectada directamente. La longitud de la hoja generalmente no supera los 5 m.
6. Los deflectores de agua plegables son fáciles de bloquear. Lo mejor es utilizar un tipo de bloqueo de doble capa, que tiene un buen efecto de deshidratación y no es fácil de bloquear.
Los efectos reales de la aplicación de este colector de polvo se enumeran en la Tabla 8-11.
Tabla 8-11 Eficiencia de eliminación de polvo del colector de polvo autoexcitado Roto-clone