Принцип работы скруббера Вентури основывается на явлении смачивания – способности жидкости прилипать к твердым поверхностям. Технологически эти устройства относят к аппаратам мокрой очистки. Наиболее эффективно скрубберы работают при улавливании пыли. Также аппараты данного типа могут использоваться для абсорбции газообразных загрязнений, если вместо воды использовать растворы реагентов. Наряду с очисткой воздух охлаждается и увлажняется.
Область применения скрубберов Вентури достаточно широка:
| котельные установки | предприятия горнодобывающего сектора | металлургические заводы | пищевое производство |
Не рекомендуется применять установки данного типа для улавливания пыли с абразивными свойствами.
Конструкционная схема скруббера Вентури включает следующие элементы:
1 — патрубок входа, 2 — конфузор (сужающаяся секция), 3 — форсунки подачи жидкости, 4 — горловина, 5 — диффузор (расширяющаяся секция), 6 — каплеуловитель, 7 — узел вывода шлама, 8 — патрубок выхода.
Размеры скрубберов Вентури зависят от требуемых технических характеристик. Различные модели могут сильно отличаться по габаритам.
Принцип работы скруббера Вентури
Процесс очистки воздуха от пыли в этих аппаратах происходит благодаря коагуляции твердых частиц при смачивании жидкостью. Принцип работы скруббера Вентури основывается на этом физическом явлении. Намокшие пылинки, двигаясь в газовоздушном потоке, при соударении слипаются, сепарируются в уловителе и удаляются.
Главная задача мокрой очистки воздуха от пылевых частиц – обеспечение максимальной площади контакта газовоздушной смеси с жидкостью. Процесс осуществляется внутри трубы Вентури – основного элемента схемы скрубберов данного типа. Конструкция состоит из двух конусообразных отрезков труб, присоединенных к горловине суженными частями. Форма трубы напоминает песочные часы.
Запыленный воздух подается в конфузор. Продвигаясь по трубе сужающегося диаметра, газовоздушный поток разгоняется согласно уравнению Бернулли. Чем больше перепад площади поперечного сечения на входе и выходе конфузора, тем выше скорость. В полость сужающейся секции по форсункам подается техническая вода или раствор абсорбирующего реагента.
В быстро движущемся газовом потоке возникают завихрения, которые дробят распыленную форсунками жидкость на капли микроскопического размера. Подобная схема обусловливает высокую эффективность очистки от газов и твердых включений в скрубберах Вентури. Микрокапли обволакивают пылевые частицы, вызывая их слипание, или абсорбируют вредные газообразные компоненты.
Турбулентность помогает лучше перемешивать жидкость и воздушный поток.
Пройдя горловину, воздух поступает в диффузор. Здесь скорость движения потока замедляется. Микрокапли с уловленной пылью или газом соединяются. На выходе из устройства взвесь жидкости отделяется в инерционном каплеуловителе, а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу.
Наиболее активно пылевая фракция улавливается, когда скорости загрязненного воздуха и взвеси жидкости сильно отличаются. Принцип действия скрубберов Вентури позволяет достигать пиковых значений улавливания пыли дважды за рабочий цикл.
Испытания установки с регулируемой горловиной.
Первый раз максимум достигается в начале процесса перемешивания. Более тяжелые капли отстают от газовоздушного потока, собирая пылинки, которые догоняют их по курсу движения. Второй раз очистка достигает оптимального значения в конце трубы, когда скорость потока падает. Массивные капли обладают большей инерцией, чем воздух, поэтому замедляются меньше. Двигаясь сквозь газовоздушный поток, частицы жидкости собирают пылинки, догоняя их по ходу движения.
Преимущества и недостатки скрубберов Вентури
Главные преимущества скрубберов Вентури обусловлены их принципом действия. Основной элемент установки – труба переменного диаметра, в которой нет движущихся частей. Подобная схема позволяет сделать конструкцию компактной. Отсутствие подвижных деталей обусловливает высокий уровень надежности.
Главные недостатки скрубберов Вентури также вытекают из принципа работы. Так как очищаемый газовоздушный поток сильно разгоняется, содержащаяся в нем твердая фракция на высокой скорости соприкасается со стенками трубы. Такая «бомбардировка» наносит ущерб внутренней поверхности. Если пыль имеет абразивные свойства, конструкция скруббера быстро изнашивается.
Чтобы уменьшить эрозионное воздействие пылевых частиц, внутренние поверхности футеруются карбидом кремния. Эта мера продлевает срок службы устройства. Для удобства замены защитные элементы часто выполняются в виде съемных втулок. Это инженерное решение усложняет конструкционную схему скруббера Вентури и его стоимость, но облегчает обслуживание и ремонт.
Отгрузка скруббера.
В целом конструкционное устройство скрубберов Вентури позволяет достигать хороших результатов:
- степень очистки 96-99%,
- максимальная запыленность очищаемого воздуха – до 90-100 г/м3,
- фракция улавливаемых твердых частиц – до 0.5-1 мкм,
- скорость движения газового потока в горловине – до 170 м/сек,
- средний расход воды или абсорбирующего раствора – 0.5 – 1.5 л/м3,
- разность давления на трубе от 0,5 до 20 – 30 кПа.
Дробление и слияние капель воды или реагента протекает не по константе. Также вариативность присутствует при тепломассообмене между жидкостью, газом и твердыми загрязнениями. На сегодня надежной теории расчета для подобного оборудования не существует.
Системы газоочистки изготавливаются для каждого объекта индивидуально. Расчет технических характеристик скруббера Вентури производится в зависимости от требуемой степени очистки, предполагаемого расхода и концентрации загрязняющих компонентов. Соответственно поставленной задаче, инженеры проводят серию испытаний.
Где заказать скруббер Вентури?
Поскольку проектирование данного типа оборудования требует специализированных знаний, рекомендуем обратиться к нам за технической консультацией. Контактные данные представлены на сайте.