Физическая сущность процесса гидродинамического ПГР

Физическая сущность заключается в том, что на загрязняющий аэрозоль («промежуточная-II.2» дисперсная система), выводимый в атмосферу после реализации процесса очистки, подвергают целенаправленному воздействию заранее подготовленной по параметрам внешней «дополнительной-II.3» жидкостной дисперсной системой с различной степенью диспергирования жидкой фазы (капли, пузырьки пены и т.п). Разудаление оставшихся после очистки частиц ЗВ непосредственно в факеле выброса, а также интенсивное осаждение этих частиц на подстилающие поверхности, расположенные за пределами экологически значимых зон, обеспечивается гидродинамическими и гравитационными эффектами.

При реализации процесса ПГР низконапорным орошением «дополнительная-II.3» дисперсная система представлена каплями диспергированной жидкости размером 100-1000 мкм. Технологические особенности этого способа заключаются в том, что диспергирование орошающей жидкости обеспечивается при давлении 0,2-2,0 Мпа.

При реализации процесса ПГР высоконапорным орошением «дополнительная-II.3» дисперсная система представлена каплями диспергированной жидкости размером 10-100 мкм. Технологические особенности этого способа заключаются в том, что диспергирование орошающей жидкости обеспечивается при давлении 7,0-15,0 Мпа.

При реализации процесса ПГР пневмогидроорошением «дополнительная-II.3» дисперсная система представлена каплями диспергированной жидкости размером 1-10 мкм. Технологические особенности этого способа заключаются в том, что диспергирование орошающей жидкости обеспечивается за счет кавитационных эффектов предварительно введенного в нее сжатого воздуха. Давление орошающей жидкости составляет 0,5-0,6 Мпа, давление сжатого воздуха – 0,52-0,62 МПа.

Устройство гидродинамического рассеивания «ОТРП-1»

Способ гидродинамического рассеивания пыли в атмосфере и устройство для осуществления этого способа включает диспергирование жидкости, подачу ее в запыленный воздушный поток перед выхлопным сечением вентиляционной трубы и последующее раздувание пылегазожидкостного потока внешними воздушными струями. При этом остаточно запыленный поток предварительно сепарируют упорядоченно по фракциям, затем спутно орошают каплями диспергированной до размеров пылевых частиц соответствующей пылевой фракции жидкости. Скорость полета капель выбирают таким образом, чтобы на начальном этапе выброса скорость полета агрегатов превышала скорость полета пылевых частиц данной фракции без учета орошения и увеличивалась с увеличением среднего диаметра частиц фракций. Орошающую жидкость выбирают с плотностью, превышающей плотность пылевого материала, меняя для каждой фракции пыли структуру жидкости таким образом, чтобы с увеличением среднего диаметра частиц фракций уве личивалась плотность орошающей жидкости. Выброс в атмосферу каждой фракции образовавшихся агрегатов осуществляют упорядочено по направлению внешних воздушных струй начиная с наименьшей фракции. В разработанном способе предварительная упорядоченная по фракциям сепарация пыли позволяет обеспечить также упорядоченную; по фракциям структуру факела выброса, в результате чего уменьшается поперечное сечение микрофакела крупных агрегатов, а следовательно, вероятность циркуляции пылевых агрегатов крупных фракций в этом факеле. При этом мелкие агрегаты, образующие свой микрофакел, не будут испытывать аэродинамического затенения более крупными агрегатами, так как длина аэродинамической тени пылевого агрегата существенно меньше расстояния между осями микрофакелов, где наблюдается максимальная концентрация пыли и ее агрегатов в силу аэродинамического распределения скоростей в каждом факеле, Спутное орошение пылинок каплями жидкости организуют с целью сохранения направления движения этих пылинок после выходного сечения вентиляционной трубы и последующего повышения гравитационного высева образовавшихся агрегатов в атмосфере. При этом диспергирование жидкости до размеров пылевых частиц соответствующей пылевой фракции необходимо для сохранения упорядоченной по фракциям структуры факела выброса. Превышение скорости полета капель над скоростью полета пылинок в зоне орошения обеспечивает увеличение импульса и кинетической энергии пылинок. Увеличение скорости капель орошающей жидкости с увеличением среднего диаметра частиц фракций позволяет достичь увеличения разброса высот подъема агрегатов между всеми агрегатами, принадлежащими своим микрофакелам. Увеличение плотности орошающей жидкости с увеличением среднего диаметра частиц фракций приводит не только к дополнительному разбросу указанных высот, но и к увеличению разброса в значениях импульса и кинетической энергии пылинок по фракциям. Превышение плотности жидкости над плотностью пылевого материала необходимо для обеспечения превышения импульса агрегата над импульсом пылинки. В противном случае вышеизложенные действия могут не привести к повышению эффективности рассеивания. В результате все перечисленное приводит к уменьшению счетной концентрации пылевых агрегатов в объеме факела, увеличению гравитационного высева, а следовательно, к повышению эффективности рассеивания пыли в атмосфере.

Для осуществления этого способа используется устройство гидро­динамического рассеивания пыли в атмосфере ОТРП-1 (рис.__). Устройство представляет собой оголовок, насаживаемый на вентиляционную шахту и выполненный в виде винтовой улитки с диффузором на входе. Улитка в верхней части оканчивается вертикальными насадками по количеству фракций пылевого материала, Верхние торцы насадков срезаны под углом 35-45° наклонной от вертикальной оси к периферии устройства по направлению расположения насадков плоскостью, их диаметры пропорциональны дисперсному составу выбрасываемой в атмосферу пыли. Внутри улитки, в последней ее трети, установлены вертикальные перегородки, разделяющие улитку на зоны по количеству насадков. Внутри насадков установлены оросители, сопловые диаметры которых пропорциональны среднему медианному диаметру пылевых частиц соответствующей фракции, направлены спутно выбрасываемому потоку воздуха и установлены на расстоянии l_i от верхнего обреза каждого насадка, которое определяется по формуле:

где — корневой угол раскрытия факела i -го оросителя, °; D_i - -~ диf-метр i-го насадка, м; d_i - диаметр сопла i -го оросителя, м.

Устройство работает следующим образом. Остаточно запыленный воздух через патрубок 1 и диффузор 3, уменьшая свою скорость, по­ступает в полость улитки 2. При этом запыленный воздушный поток подвергается завихрению и за счет расширения сечения улитки 2 дополнительно снижает свою скорость_} что способствует сепарации пыли мелких фракций, поступающих на выброс после очистки. По мере продвижения запыленного воздушного потока по улитке 2 разделенные фракции пыли распределяются по зонам, отделенным перегородками, которые позволяют изолировать друг от друга фракции окончательно расслоившегося пылевого аэрозоля. Установка перегородок в последней трети полости улитки обусловлена протеканием процесса сепарации преимущественно в первых двух третях полости улитки. После этого выделенные в зонах монодисперсные пылевые потоки поступают в соответствующие насадки 5, где на выходе орошаются жидкостью, диспергированной оросителями до капель размером, соответствующим среднему медианному диаметру пылевых частиц данной фракции, При выходе пылежидкостного аэрозоля из каждого насадка срез их выходных сечений наклонной плоскостью обеспечивает увеличение аэродинамического разрежения над выходным сечением каждого последующего насадка 5, начиная от самого высокого» при условии, что он ориентирован на наветренную сторону. Такая установка насадков по ветру обеспечивается наличием опорного кронштейна 8 и поворотных фланцев 9. Разрежение обеспечивает увеличение гравитационного эффекта для крупных фракций в зоне разрежения, Это обеспечивает увеличение объема факела выброса и, следовательно, среднего расстояния между частицами пыли, а также ускорение гравитационного высева, в конечном итоге - рост эффективности рассеивания.