Расчет мокрых центробежных аппаратов заключается в определении их основных размеров, расхода воды, гидравлического сопротивления и эффективности по очистке газа. Диаметр цилиндрической части циклонов и скрубберов рассчитывают по формуле

где V – количество газа, подлежащего очистке при рабочих условиях, м^3/c;

   υ – средняя скорость газа в сечении цилиндрической части аппарата, м/с.

Расход воды, необходимой для орошения стенок аппаратов, определяется в зависимости от их диаметра по формуле

Gв=0,14?D, л/с (2)

При таком расходе воды толщина пленки будет не менее 0,3 мм, что исключит разрывы на пути ее движения по стенкам.

Гидравлическое сопротивление циклонов и скрубберов находят по формуле

где р – плотность газа в рабочих условиях, Нсм ,

       υ - скорость газа во входном патрубке, м/с;

       ξ – коэффициент местного сопротивления аппарата.

Значение коэффициента местного сопротивления циклонов зависит от диаметра:

Диаметр циклона , м .    0,6 0,8 1,0  1,2  1,4  1,6

ξ                 3,4  3,0  2,9  2,8  2,7  2,6

Значение скрубберов типа МП – ВТИ ?=9, а для типа ЧС – ВТИ ?=2,6ч2,8.

Если в формуле (3) принять скорость газа в цилиндрической части корпуса аппарата, то значение коэффициента гидравлического сопротивления следует принимать для циклонов ?=30ч32 ? для скрубберов ?=33,5ч35,2.

Чтобы определить степень очистки газа или воздуха в циклонах и скрубберах, необходимо знать их фракционную эффективность. Для мокрых центробежных циклонов и скрубберов диаметром 1 м, по данным ВТИ, фракционная эффективность в зависимости от скорости витания частиц пыли приведена в табл. 2.

Таблица 2

Фракционная эффективность очистки газа от пыли в мокрых циклонах и скрубберах диаметром 1м, %

Скорость витания частиц в зависимости от их размера и плотности находят по номограмме. По этим данным общую степень очистки газа определяют по формуле (4).

Для циклонов другого диаметра D м степень очистки газа может быть уточнена по формуле

В некоторых случаях требуется знать конечную температуру газа на выходе из циклона или скруббера. Ее можно определить по эмпирической формуле

где             t_ВЫХ- температура газа на выходе из аппарата, С;

t_ВХ - температура газа перед аппаратом, С;

t_Н - температура воды, поступающей на орошение, С;

t_К -температура волы на выходе из аппарата, принимаемая на 5 – 10 С меньше температуры мокрого термометра газа, С;

с - теплоемкость газа, Дж/(кг· С);

- плотность газа перед аппаратом, кг/м?.

Расчет полого скруббера

Количество тепла, которое необходимо отнять от газа в процессе его охлаждения и передать жидкости (воде), рассчитывают по формуле

Q=V₀(c+f₁c_П)(t₁-t₂); Дж/с            (1)

где V₀ - количество сухого газа при нормальных условиях, м?(н)/с;

       с – объемная теплоемкость сухого газа при нормальных условиях, Дж/(м?(н)·°C);

с_П - теплоемкость водяного пара, Дж/(кг·°C);

f₁ - начальное влагосодержание газа, кг/м?(н);

t₁, t₂- соответственно начальная и конечная температуры газа на выходе в скруббер и на выходе из него, °C.

Пренебрегая теплопотерями в окружающую среду, полезный рабочий объем скруббера рассчитывают по формуле

где k – объемный коэффициент теплопередачи в скруббере, Вт/(м?·°С);

       ?t – средняя разность температур газа и жидкости, °C.

Зависимость объемного коэффициента теплопередачи от плотности орошения и массовой скорости в скрубберах была получена Г.Ф. Алексеевым и В.А. Оленевым опытным путем при исследованиях охлаждения и очистки доменного газа водой:

ккал/(м³*ч*⁰С),          (3)

где U – плотность орошения, кг/(м?·ч);

       ρ_Г – плотность газа, кг/м?;

       υ_Г – скорость газа, м/с.

Таблица 3