Пылеуловители этого типа удовлетворительно работают в случае хорошо смачивающейся пыли с размером частиц более 20 мкм. Шлам из аппарата удаляется периодически или непрерывно через гидрозатвор. Для удаления уплотненного осадка со дна применяют смывные сопла.

Рис.1. Скруббер Дойля

1 – труба, 2 – конус, 3 – перегородки

По такому принципу работает скруббер Дойля (рис.1). На поверхность воды запыленный газ поступает через трубу, в выходном сечении которой установлен конус, образующий узкую кольцевую щель. В результате наличия этой щели скорость газа на выходе из трубы достигает 35 – 55 м/с. Уровень жидкости в аппарате устанавливают на 2 – 3 мм ниже уровня выходного сечения трубы. Газовый поток при ударе о поверхность жидкости создает завесу из капель, в которой и очищается газ. Проходя между вертикальными перегородками, газ изменяет направление своего движения и освобождается от капель. Расход жидкости в скруббере составляет около 0,13 кг/м3. Гидравлическое сопротивление 1500 Па. Степень очистки 97,5 – 99,5% в зависимости от дисперсного состава пыли. [7]

Таблица 1

Техническая характеристика скруббера Дойля

Вид пыли	Запыленность, г/м3		Эффективность очистки, %	Расход воды, м3 /ч на 100 м3 газа
на входе	на выходе
Зола	23,1	0,342	98,4	4,0
Свинцовый агломерат (от дробилок)	1,91	0,0071	99,6	0,8
Свинцовый агломерат (от сушильных печей)	4,75	0,101	97,9	1,36
Фосфорит	17,5	0,468	97,4	1,92
Уголь	4,4	0,06335	98,6	1,36

Процесс каплеобразования с скруббере ударного действия можно представить следующим образом: под динамическим воздействием газового потока на поверхности жидкости образуется впадина. Форму впадины можно представить в виде усеченного конуса.

Каплеобразование в скруббере ударного действия происходит под действием аэродинамических сил обратной струи газа, движущейся вдоль поверхности впадины. На границе раздела жидкость – обратная струя в результате пульсаций и искривления поверхности из нее вытягиваются жидкие нити. Под действием поверхностного натяжения нити распадаются на отдельные капли, сохраняющие направление движения обратной струи. Размер и количество капель зависят от скорости обратной струи газа и величины поверхности контакта обратной струи газа с жидкостью.

Каплеобразование происходит с боковой поверхности впадины, где наблюдается интенсивное перемешивание. На нижней поверхности впадины перемешивание практически не происходит вследствие торможения газового потока.

В конечном счете, каплеобразование в скруббере ударного действия определяется скоростью газа на выходе из сопла, его диаметром и зазором между кромкой сопла и поверхностью жидкости. [3]

4. Влияние отдельных факторов на эффективность улавливания пыли в скруббере ударного действия

Работа мокрых пылеуловителей характеризуется такими показателями, как эффективность очистки, скорость газа и производительность аппарата (по газу), гидравлическое сопротивление, расход энергии, расход воды, затраты на газоочистную установку, стоимость очистки газов. [1]

Как известно, принцип работы скруббера ударного действия заключается в следующем: запыленный газовый поток с высокой скорость выходит из сопла, ударяется о свободную поверхность жидкости, изменяет направление движения на 180⁰ , проходит в пространство над жижкостью и выбрасывается в атмосферу.

Осаждение пыли в скруббере ударного действия происходит в результате совместного действия ряда механизмов улавливания, значение которых определяется крупностью частиц. Один из основных механизмов – инерционное осаждение. При изменении направления газового потока частицы пыли под действием сил инерции смещаются с линий тока. Стремясь сохранить первоначальное направление движения, они выпадают из потока, ударяясь о зеркало жидкости и ею удерживаются.

На эффективность инерционного осаждения влияют : скорость газа на выходе из сопла, размер и плотность частиц пыли, плотность газа, диаметр выходного отверстия сопла.

По результатам многих исследователей инерционное осаждение характеризуется критерием подобия – числом Стокса.

, (1)

где - характерная скорость газового потока на выходе из сопла, м/с;

- диаметр частицы, м;

- плотность частицы, кг/м³ ;

- динамический коэффициент вязкости газа, кг/(мс)

D_C – диаметр отверстия сопла, м.

Минимальный диаметр частиц, которые не улавливаются при инерционном осаждении, составляет менее 1 мкм.

В месте удара газового потока о свободную поверхность жидкости создается турбулентный слой. Степень турбулизации слоя зависит от скорости газа на выходе из сопла. Жидкость и газ находятся в состоянии интенсивного перемешивания. Над бурлящей поверхностью жидкости находится область капель с частицами пыли, не уловленными при инерционном ударе. Основной характеристикой данного механизма является число Рейнольдса.

, (2)

где - плотность газа, кг/м³ .

Коэффициент улавливания может быть выражен в функции безразмерных параметров (критериев):

. (3)

Эффективность улавливания увеличивается с ростом числа St. С увеличением Re, характеризующего степень турбулизации газового потока, эффективность улавливания возрастает.

Увеличение скорости газа на выходе из сопла повышает эффективность осаждения (соответственно уменьшает остаточную запыленность), поскольку при это повышается и инерционный параметр St, и параметр режима движения Re.

С ростом скорости газа на выходе из сопла увеличивается гадравлическое сопротивление аппарата и энергозатраты на очистку газа.

Мельчайште частицы пыли (менее 0,2 мкм) могут улавливаться в результате молекулярной диффузии (броуновского движения). Такие частицы могут улавливаться жидкостью на всем пути потока. Эффект улавливания благодаря этому механизму уменьшается с повышением скорости потока и увеличением размера частиц пыли.

На эффективность улавливания скруббера ударного действия влияют также форма сопла, в котором идет ускорение газового потока и частиц пыли, и зазор между кромкой сопла и зеркалом жидкости. [2]

Для увеличения эффективности улавливания пыли в существующих аппаратах целесообразно усилить смачиваемую способность орошающей воды. Смачивающая способность воды может быть увеличена засчет прибавления к ней поверхностно-активных веществ (ПАВ), оптимальная концентрация которых обычно составляет 0,1 – 0,2%. Несмотря на вполне положительные результаты, полученные при испытании смачивателей, указывающие на то, что их добавки к воде при соблюдении оптимальных условий снижают остаточную запыленность, все же в большинстве случаев не удается достичь ожидаемой степени пылеулавливания.