УЛАВЛИВАНИЕ ЗОЛЫ В МОКРЫХ ЗОЛОУЛОВИТЕЛЯХ

6.1. Основные положения

Для повышения эффективности очистки газов от твердых частиц и газовых выбросов, помимо вышеперечисленных механизмов улавливания (гравитационного, инерционного и центробежного), в промышленном производстве часто используется также эффект смачивания, растворения в воде и химреагентах, и смыва вредных веществ в специальные сборники для дальнейшей нейтрализации и переработки. В мокрых способах очистки газов от твердых летучих частиц [5, 16-20] создаются условия для смачивания пылинок золы и смыва их в отстойники. При этом используются и другие дополнительные способы осаждения мокрых пылинок на смачиваемую поверхность (инерционный, центробежный и др.). Мокрые схемы улавливания твердых примесей (золы) в уходящих газах способны производить и частичную очистку газов от газовых химически вредных компонентов. К достоинствам мокрых золоуловителей относятся:

– более высокая эффективность очистки газов от золы, чем в сухих золоуловителях;

– возможность улавливания самых мелких частиц золы (от 0,1 мкм и выше);

– возможность улавливания вредных газообразных выбросов; если для орошения кроме воды использовать жидкие химреагенты, то можно увеличить эффективность очистки от вредных газовых выбросов;

– очистку можно производить при высоких температурах, не опасаясь возгорания пылинок, при этом возможна утилизация и использование тепла отработавших газов;

– используя эжекторный способ орошения газов водой, можно создавать полезный напор (искусственную тягу) и компенсировать сопротивление аппарата. При этом также увеличивается степень орошения газов примерно в 3 раза, что способствует более глубокой очистке газов.

При обильном орошении газов только водой можно добиться эффективности очистки от механических примесей – до 99,5…99,8 %, от двуокиси серы – до 90 %, от окислов азота – до 40 %.

К недостаткам мокрых схем очистки газов относятся:

– возможность уноса капель воды и осаждение их с пылью (налипание) в газоходах и других устройствах;

– при очистке агрессивных газов возрастают коррозионные процессы в устройствах, поэтому необходимо использование более дорогих коррозионно-стойких материалов;

– пыль и химкомпоненты стекают в отстойник в виде шлама, что требует дополнительных затрат на очистку и нейтрализацию жидких сбросов;

– возможно образование твердых цементирующих отложений на поверхности золоуловителя при содержании СаО в составе золы более 15…20 %;

– ограничивается сернистость используемого топлива (приведенная сернистость должна быть не более 0,3 % кг/МДж) и жесткость орошаемой воды (не более 15 мг-экв/л).

В настоящее время известны следующие мокрые, конструктивные схемы очистки газов:

1. Полые (камерные) газопромыватели [16-19].

2. Скрубберы с неподвижным насадочным материалом [16, 17].

3. С подвижными насадками [16, 17].

4. Тарельчатые (барботажные, пенные) [17].

5. Ударно-инерционного действия [17].

6. Скрубберы центробежного действия [5, 16-18].

7. Скрубберы Вентури и эжекторные (скоростные газопромыватели) [5, 18].

В мокрых золоуловителях рабочая среда находится в трех различных фазовых состояниях:

– газовая – наиболее легкая фаза (0,7…1,0 кг/), направляемая под действием тягодутьевых механизмов в дымовую трубу;

– твердая фаза – тяжелые частицы с плотностью 1000…1300 кг/, при концентрации их в газах = 0,02…0,03 кг/кг и различном дисперсном составе пылинок, увлекаемых газовым потоком в общем направлении к дымовой трубе; в поперечном сечении частицы совершают хаотические движения, сталкиваясь друг с другом;

– жидкая фаза – в виде капель воды и растворенного в ней химреагента, имеющая примерно такую же плотность, что и пылинки (1000 кг/); жидкость оказывает тем большее влияние на движение пылинок, чем большая степень орошения создается (т.е. чем большую концентрацию водных струй мы имеем); в используемых в настоящее время мокрых золоуловителях степень орошения выбирается в пределах q_ж0,1…8 л/газов; направленное действие струй не только способствует смачиванию частиц, но при ударе заставляет пылинку изменять свое направление движения.

6.2. Камерные газопромыватели

Камерные газопромыватели по направлению движения жидкости относительно газа делятся на прямоточные, противоточные и с поперечным подводом жидкости. Такие золоуловители (рис.6.1) представляют собой полую камеру, в которой очищаемый газ движется с ограниченной скоростью [17]; в скруббере без каплеуловителя (как правило, противоточном) = 0,6…1,2 м/с; с каплеуловителем = 5…8 м/с.

Высота вертикального противоточного скруббера выбирается в соотношении H(2,5…3,0)D. Диаметр D определяется из расхода рабочей среды с учетом скорости движения. Удельный расход жидкости на орошение и смыв принимается в пределах q_ж = 0,5…8 л/ . Для горизонтальных промышленных камер с поперечной подачей жидкости q_ж = 0,2…1 л/ . Камерные полые газопромыватели хорошо улавливают частицы золы, размерами более 10 мкм и практически неэффективны для пылинок менее 5 мкм.