Тема: Мокрые золоуловители

Простейшим типом мокрого золоуловителя является центробежный скруббер (рис.2а). Главным отличием его от сухого инерционного является наличие на внутренней стенке стекающей пленки воды. Отсепарированная за счет центробеж­ных сил зола лучше отводится из скруббера в бункер, при этом уменьшается вторичный захват зольных частиц со стенки газовым потоком. Характер зависимостей описывается такими же теоретическими формулами, как и для сухих инерционных золоуловителей.

Золоуловитель типа МП-ВТИ (мокропрутковый конструкции Всесоюзного теплотехнического института им. Ф. Э. Дзержинс­кого) во входном патрубке 1 имеет шахматный пучок горизон­тальных прутков диаметром 20 мм. Прутковые решетки ороша­ются водой, распыливаемой механическими форсунками, уста­новленными по ходу очищаемых газов перед решетками. Улавливание золы в аппарате МП-ВТИ проходит две ступени: на орошаемых решетках за счет осаждения частиц золы и на внутренней орошаемой поверхности скруббера. Эффективность золоулавливания составляет 88—90%. Недостатками золоуловителей МП-ВТИ кроме низкой эффективности золоулав­ливания являются следующие:

возникновение отложений золы в прутковых пучках, что приводит к увеличению аэродинамического сопротивления и снижению нагрузки котла;

повышенный расход воды для обеспечения нормального функционирования золоуловителя.

Уральским отделением Союзтехэнерго совместно с ВТИ разработаны и внедрены на многих электростанциях более эффективные мокрые золоуловители с коагуляторами Вентури (рис. 2, б). Основными достоинствами этих аппаратов являют­ся стабильная степень очистки газов от золы, составляющая 94—96% при умеренном аэродинамическом сопротивлении (1100—1300 Па), относительно небольшие капитальные и эксп­луатационные затраты, а также возможность работы на оборотной воде. Попытки осуществить питание аппаратов типа МП-ВТИ оборотной осветленной водой с золоотвала, чтобы избежать ее сброса в водоемы общего пользования, приводили к образованию в прутковых пучках трудноудаляемых минераль­ных отложений, серьезно нарушающих работу золоуловителя: падение степени очистки газов, возрастание аэродинамического сопротивления, появление интенсивного брызгоуноса.

Коагуляторы Вентури могут устанавливаться как вертикаль­но, так и горизонтально с небольшим уклоном.

Принцип работы мокрого золоуловителя с коагулятором Вентури заключается в следующем. В конфузор 3 коагулятора через форсунки подается орошающая вода, которая дополните­льно диспергируется (распыляется) скоростным газовым пото­ком на мелкие капли. Летучая зола при прохождении с дымовы­ми газами через коагулятор частично осаждается на каплях и на его орошаемых стенках. Далее капли и неуловленные частицы золы поступают в корпус аппарата — центробежный скруббер, где дымовые газы освобождаются от капель и дополнительно очищаются от золы, после чего дымососом выбрасываются в атмосферу. Гидрозоловая пульпа сбрасывается через гидроза­твор в канал системы гидрозолоудаления (ГЗУ).

В конфузоре пылегазовый поток разгоняется от 4—7 до 50—70 м/с. Дополнительное дробление капель воды осущест­вляется в горловине 4. В диффузоре 5 происходит столкновение частиц золы с каплями воды (кинематическая коагуляция) и снижение скорости пылегазового потока, который, в свою очередь, тангенциально вводится в скруббер.

Размер капель тем меньше, чем больше скорость газа в горловине. Средний диаметр капель d_K, м, можно определить

d_K = 5*l0^-3/u_r, (1)

где и_Г — скорость газа в горловине, м/с.

Рис. 2. Мокрые золоуловители:

а — центробежный скруббер; 1 — входной патрубок запыленного газа; 2 —корпус золо­уловителя; 3 — оросительные сопла; 4 — выход очищенного газа; 5 — бункер; б —золо­уловитель с коагулятором Вентури; 1 — входной патрубок запыленного газа; 2 — подача воды через оросительные сопла; 3, 4, 5 — конфузор, горловина и диффузор коагулятора Вентури; 6 —скруббер-каплеуловитель

Захват частиц золы каплями может происходить по двум причинам: 1) быстро несущиеся со скоростью газов частицы золы попадают в капли, которые еще не успели разогнаться "потоком газа. Тогда они попадают в каплю за счет разности скоростей и_т — и_к, где и_к — скорость движения капли; 2) за счет турбулентных пульсаций частиц золы, которые попадают в практически мало пульсирующие капли.

Если принять за основу коагуляции второй механизм, то параметр золоулавливания для трубы Вентури определяется из выражения

П=0,З _тq _жu _гL, (2)

где _т — степень турбулентных пульсаций, определяемая как отношение скорости дрейфа к скорости газа в горловине; q _ж— удельный расход орошающей жидкости на 1 м³ очищаемого газа, л/м³; L —расстояние между горловиной трубы и скруббером.

В отличие от других золоуловителей для мокрых золо­уловителей с коагулятором Вентури в формулу для расчета параметра золоулавливания (2) не входит диаметр частиц d. В первом приближении можно принять, что все частицы от мелких до крупных улавливаются одинаково, и их дис­персный состав не учитывать.(Расчет МЗУУ на практическом занятии)

В отечественной практике применение получили два типа мокрых золоуловителей с коагулятором Вентури: МВ-УО ОРГРЭС и МС-ВТИ. Первый тип золоуловителя выполняется с вертикальным и горизонтальным расположением коагулятора Вентури круглого сечения, второй — только с горизонтальным расположением трубы прямоугольного сечения.

Основные характеристики золоуловителя МС-ВТИ пред­ставлены в табл. 2.

He рекомендуется применять мокрые золоуловители для топлив, содержащих в составе золы более 15—20% оксида кальция СаО. Приведенная сернистость топлива должна быть

не более 0,3% -кг/МДж. Жесткость орошаемой воды не должна превышать 15 мг-экв/л.

Температуру газов за мокрым золоуловителем следует поддерживать не менее чем на 21 ^оС выше точки росы для предотвращения коррозии газоходов.

Обязательным условием нормальной работы мокрого золоуловителя является предотвращение отложений в его орошающих устройствах. Чтобы обеспечить это условие, прежде всего необходимо очистить орошающую воду от механических примесей, для чего применяются гравийные фильтры.

Основной причиной возникновения отложений является кристаллизация солей кальция из пересыщенной ими орошающей водя и пульпы, а также недостаточное по различным обстоятельствам орошение каких-либо участков стенок золоуло­вителя. Орошающая вода не должна быть пересыщена серно­кислым кальцием (CaSO₄), что можно достигнуть, например, добавкой к оборотной воде некоторого количества свежей воды.

Таблица 2

Основные характеристики золоуловителя МС-ВТИ

Каплеуловитель	Горловина трубы Вентури
Диаметр,м	Высота,м	Активная площадь сечения,м2	Сечение входного патрубка,м2	Размеры,м	Площадь сечения, м2
2,8 3,2 3,6 4,5	9,66 10,32 10,98 12,2 13,61 15,25	5,72 6,6 7,54 9,62 11,93 15,2	1,37 1,67 1,95 2,41 3,88	0,39х1,17 0,43х1,23 0.48х1,4 0,45х1,8 0,50х2 0,57х2,28	0,455 0,53 0,644 0,81 1,3

При проектировании мокрых золоуловителей следует учиты­вать, что SO₂ и SO₃, содержащиеся в дымовых газах, частично растворяются в пульпе. При этом если диоксид серы улав­ливается в мокром золоуловителе до 25, то триоксид серы до 85%. В результате рН пульпы снижается до 3,5 и требуется защита стенок золоуловителя от коррозии. Улавливание SO₃ приводит также к изменению точки росы дымовых газов.