кандидат технических наук;доктор технических наук;
candidate of technical sciences;doctor of technical sciences;
Растущие требования к очистке промышленных выбросов обуславливают необходимость создания эффективных методов улавливания твердых частиц. Полые вихревые скрубберы, отличающиеся простотой конструкции и отсутствием подвижных элементов, рассматриваются как альтернатива классическим аппаратам мокрой очистки. Их эксплуатационные характеристики критически зависят от режимных параметров, что требует детального изучения для оптимизации. Особое внимание уделено анализу фракционной эффективности, поскольку способность улавливать мелкодисперсные фракции (менее 5 мкм) определяет экологическую безопасность и защиту оборудования. Целью работы было экспериментально установить закономерности влияния расходов газа и орошающей жидкости на эффективность очистки в полом вихревом скруббере с коэффициентом крутки завихрителя 0,8. Эффективность оценивали по общему и фракционному коэффициенту улавливания частиц каолина. Результаты показали, что общая эффективность превышает 99% уже при достаточном уровне орошения, что связано с увеличением интенсивности взаимодействия частиц с каплями жидкости. Снижение орошения ниже 20 л/ч приводит к заметному снижению эффективности. Фракционный анализ выявил, что частицы крупнее 5 мкм улавливаются с эффективностью >95% даже при малых значениях расхода жидкости, тогда как для фракций мельче 2 мкм расход жидкости является критическим параметром. Снижение расхода газа до 250 м³/ч (скорость < 10 м/с) приводит к снижению общей эффективности по сравнению с режимами устойчивого закрученного потока. Полый вихревой скруббер обеспечивает высокую эффективность очистки в исследованных режимах, позволяя находить баланс между энергозатратами и степенью очистки. Полученные зависимости применимы для проектирования промышленных установок и корректировки их режимов работы при изменении нагрузок.
Increasing requirements for the cleaning of industrial emissions necessitate the development of efficient methods for capturing solid particles. Hollow vortex scrubbers, characterized by a simple design and the absence of moving parts, are considered as an alternative to conventional wet gas-cleaning devices; however, their performance is critically dependent on operating parameters, which requires detailed investigation for optimization. Particular attention is paid to the analysis of fractional efficiency, since the ability to capture fine particles smaller than 5 µm determines environmental safety and equipment protection. The aim of this study was to experimentally determine the influence of gas flow rate and irrigating liquid flow rate on the cleaning efficiency of a hollow vortex scrubber with a swirler twist coefficient of 0.8. The efficiency was evaluated using overall and fractional capture efficiencies for kaolin dust. The results showed that the overall capture efficiency exceeds 99% at a sufficient level of irrigation due to increased intensity of particle-droplet interaction, whereas a reduction in the irrigating liquid flow rate below 20 l/h leads to a noticeable decrease in efficiency. Fractional analysis revealed that particles larger than 5 µm are captured with efficiencies exceeding 95% even at low irrigation rates, while for particles smaller than 2 µm the irrigating liquid flow rate becomes a critical parameter. A decrease in the gas flow rate to 250 m³/h (gas velocity below 10 m/s) results in reduced overall efficiency compared to operating regimes with a stable swirling flow. The hollow vortex scrubber demonstrates high cleaning efficiency under the investigated operating conditions, allowing a balance between energy consumption and separation efficiency to be achieved, and the obtained relationships can be applied in the design of industrial gas-cleaning systems and in the adjustment of their operating regimes under variable load conditions.