Sistemul de purificare a gazelor BOF, după cum s-a menționat deja, include mai multe dispozitive de purificare a gazelor (mai multe etape de purificare) instalate în serie. Pentru purificarea preliminară sau grosieră (de la particulele de praf relativ mari) se utilizează colectori inerțiali de praf uscat, scrubbers fără fund, tuburi Venturi. Pentru curățarea fină se utilizează scrubbers Venturi, care este o combinație între un tub Venturi cu un eliminator de derivă plasat în spatele acestuia (curățare umedă), filtre electrice și, mai rar, filtre din țesătură (curățare uscată). Calcule tehnice și economice repetate au arătat că nu există o preferință clară pentru curățarea umedă sau curățarea uscată în cazul precipitatoarelor electrostatice. În același timp, la selectarea metodei de curățare se iau în considerare următoarele.
Avantajele epuratoarelor Venturi sunt simplitatea construcției, fiabilitatea în funcționare, dimensiunile reduse, dezavantajele — necesitatea de a construi un ciclu de reciclare a apei, care ocupă o suprafață mare, și costuri de exploatare mai mari (consumul de energie electrică în timpul funcționării pompelor de fum, întreținerea ciclului de reciclare a apei) decât în cazul ESP-urilor. Avantajele precipitatoarelor electrostatice includ costuri operaționale mai mici, decât la curățarea umedă, absența necesității de a utiliza cantități mari de apă și ciclul de reciclare a apei. Dezavantajul este posibilitatea producerii de „pops” și explozii, deoarece precipitatorul electrostatic este un fitil pentru amestecurile de gaze explozive, care se pot forma în timpul eliminării gazelor fără postcombustie. În plus, ESP-urile funcționează la tensiuni ridicate (40-80 kV). Filtrele din țesătură sunt dificil de fabricat, voluminoase (necesită o suprafață mare pentru amplasare), nu asigură etanșeitatea necesară a căii gazului în timpul eliminării gazului fără postardere, astfel încât acestea sunt rar utilizate și nu sunt utilizate în schemele de epurare a gazului fără postardere.
Având în vedere pericolul de explozie al precipitatoarelor electrostatice și simplitatea construcției și funcționării tuburilor Venturi, în practica internă pentru curățarea fină a gazelor convertorului se utilizează curățarea umedă a gazelor cu epuratoare Venturi, iar pentru curățarea preliminară — tuburi Venturi, epuratoare și, în unele cazuri (pentru convertoare de 100-160 t), colectoare de praf uscate inerțiale.
Scrubbers
În conductele de evacuare a gazelor din convertoare se utilizează epuratoare tubulare fără fund. Un epurator este cel mai adesea instalat după OCG; acesta răcește gazele convertorului la 70-250 °C și le curăță de particulele mari de praf.
Un spălător (fig. 1) este un turn gol cu secțiune rotundă și uneori dreptunghiulară, cu un buncăr în partea inferioară. Mai multe rânduri de duze pentru alimentarea cu apă sunt amplasate de-a lungul înălțimii spălătorului. Gazul este alimentat în partea inferioară a spălătorului; deplasându-se în sus, acesta întâlnește apa de răcire. Particulele grosiere de praf sunt umezite de apă și depuse în buncărul inferior, din care nămolul este evacuat periodic prin captatorul de mirosuri. Viteza gazelor în epurator este de 1,2- 1,5 m/s.
1 — buncăr, 2 — captator de mirosuri, 3 — duze
Figura 1 — Epurator fără duze
Conducta Venturi
Țeava Venturi (țeavă coagulatoare, spălător turbulent) include (fig. 2) o parte de îngustare — confuzorul 1, care mărește viteza gazului; gâtul cilindric 3, unde se realizează viteza maximă a gazului și un grad ridicat de turbulență (amestecare) a gazului; partea de expansiune, difuzorul 2, unde viteza gazului scade. Apa de irigare este introdusă în confuzor sau la începutul gâtului, care este spartă în picături mici de către fluxul de gaz. Din cauza vitezei mari și a turbulențelor, particulele de praf din gât se ciocnesc cu picăturile de apă și sunt absorbite de acestea. În difuzor, viteza particulelor mari și mici scade inegal, astfel încât acestea se ciocnesc și are loc o nouă coagulare a picăturilor (particulelor). După ieșirea din difuzor, picăturile de apă sunt separate de fluxul de gaz în eliminatorul de picături.
Conductele Venturi pot avea (a se vedea figura 2) secțiuni rotunde și dreptunghiulare, cu secțiuni ale gâtului reglabile și nereglabile.
Conductele Venturi cu secțiune reglabilă sunt utilizate la debite variabile de gaz pentru a menține viteza constantă în gât (și căderea de presiune constantă), adică condiții constante de depunere a prafului. Secțiunea transversală a gâturilor dreptunghiulare este reglată prin palete rotative (clapete) (a se vedea figura 6, d); secțiunea transversală a celor rotunde — prin inserții conice (miezuri) 7 care se deplasează de-a lungul conductelor (a se vedea figura 2, e).
Conductele Venturi cu irigare cu duză, periferică și cu film se disting prin metoda de alimentare cu apă de irigare; adesea se utilizează o alimentare combinată cu apă. În prima metodă, duza care pulverizează apa este amplasată în confuzor de-a lungul axei conductei (a se vedea Fig. 2,a). Dezavantajele acestei metode includ: posibilitatea înfundării duzelor suspendate în particulele de apă, deteriorarea irigării uniforme odată cu creșterea diametrului conductei (o duză asigură o irigare uniformă la diametrul gâtului < 250 мм); зарастание горловины в результате отложения пыли и солей жесткости воды, что предъявляет повышенные требования к качеству воды.
La irigarea cu peliculă, apa din buzunarul inelar prin pragul său curge pe pereții confuzorului (a se vedea Fig. 2,b). Irigarea peliculară elimină acumularea de depuneri pe pereții conductei, permite utilizarea apei slab tratate, dar asigură o irigare uniformă la lățimea unei conducte dreptunghiulare sau la diametrul unei conducte rotunde
Irigarea periferică constă în faptul că apa este furnizată (de obicei la începutul gâtului) prin jeturi pe direcția de curgere unică (fig. 2, c). În cazul unei conducte cu secțiune dreptunghiulară, jeturile sunt eșalonate pe laturile opuse ale gâtului. Alimentarea periferică cu apă este mai simplă din punct de vedere structural decât alimentarea cu apă prin duze, asigură o irigare mai uniformă la secțiunea transversală mare a tuburilor Venturi, permite curățarea tuburilor de alimentare cu apă fără întreruperea alimentării cu gaz.
Secțiunea transversală a conductelor Venturi se determină prin calcul, astfel încât, la un debit cunoscut al gazului purificat, să se asigure viteza necesară a gazului în gât. Viteza se stabilește în funcție de gradul necesar de purificare a gazului, ținând seama de faptul că, cu cât viteza gazului în gât și consumul de apă pentru irigare sunt mai mari, cu atât eficiența coagulării prafului este mai mare, dar, în același timp, cu atât rezistența hidraulică a conductei, caracterizată prin căderea de presiune în conductă, este mai mare.
În consecință, țevile Venturi sunt împărțite convențional în țevi de înaltă presiune și țevi de joasă presiune. Primele servesc pentru curățarea de praf fin; viteza gazului în gât este de 100-200 m/s, căderea de presiune este de 10-25 kPa, în legătură cu care este necesară o pompă de fum de mare capacitate și, în consecință, un consum semnificativ de energie. Conductele Venturi de joasă presiune sunt utilizate pentru curățarea particulelor de praf relativ mari. Acestea funcționează la o viteză a gazului în gât de 60-90 m/s și o cădere de presiune de 0,3-0,5 kPa, astfel încât necesită un consum mai mic de energie în timpul funcționării.
Consumul specific de apă pentru irigarea tuburilor Venturi de joasă presiune este de 0,25-0,55, iar pentru cele de înaltă presiune — 0,5-1,25 dm 3 /m 3 de gaz. Pentru a preveni evaporarea apei din țeavă și, în consecință, pentru a nu înrăutăți condițiile de coagulare a picăturilor, temperatura gazului înaintea țevilor Venturi nu trebuie să depășească 250 °C.
Eliminatoare de picături
Eliminatoarele de picături sunt utilizate pentru separarea (captarea, separarea de fluxul de gaz) picăturilor de apă, inclusiv a celor care conțin particule solide de praf. În conductele de evacuare a gazelor din convertoarele casnice se utilizează, de obicei, eliminatoare de picături de tip inerțial; eliminatoare de picături cu buncăr, în care fluxul de gaze își schimbă direcția de deplasare cu 90°; separatoare cu genunchi; cicloane centrifugale; eliminatoare de picături centrifugale cu vârtejuri cu palete.
Pompe de fum
Ventilatoarele centrifugale de înaltă presiune sunt utilizate ca extractoare de fum (exhaustoare). Elementele lor principale sunt rotorul cu palete plasate în volută, duzele de aspirație și de evacuare, precum și clapetele rotative sau aparatele de ghidare pe aspirație, care reglează productivitatea mașinilor. Aspiratoarele de fum produse au una sau două viteze de rotație constante; trecerea la o viteză de rotație mai mică permite reducerea productivității și a puterii consumate de aspirator în perioadele dintre suflări (tab. 1).
Pompele de fum sunt amplasate într-o încăpere separată pentru a evita vibrațiile din clădirea atelierului principal și pentru a reduce nivelul de zgomot.
Tabelul 1. — Caracteristici ale unor tipuri de aspiratoare
