Quá trình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc của dòng khí bụi với chất lỏng, được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau:
+ Dòng khí bụi đi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng. Các hạt bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước
+ Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với bề mặt này. Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí
+ Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí. Các hạt bụi bị dính ướt và loại ra khỏi khí.
Do tiếp xúc với dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng hình thành bề mặt tiếp xúc pha. Bề mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và màng lỏng. Trong đa số thiết bị thu hồi bụi ướt tồn tại các dạng bề mặt khác nhau, do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau. Thiết bị lọc bụi ướt có các ưu điểm và nhược điểm so với các thiết bị dạng khác như sau:
Ưu điểm:
+ Hiệu quả thu hồi bụi cao;
+ Cú thể ứng dụng để thu hồi bụi cú kớch thước đến 0,1àm;
+ Có thể sử dụng khi nhiệt độ và độ ẩm cao;
+ Nguy hiểm cháy, nổ thấp nhất;
+ Cùng với bị có thể thu hồi hơi và khí.
Nhược điểm:
+ Bụi thu được ở dạng cặn do đó phải xử lý nước thải, làm tăng giá quá trình xử lý;
+ Các giọt lỏng có khả năng bị cuốn theo khí và cùng với bụi lắng trong ống dẫn và máy hút;
+ Trong trường hợp khí có tính ăn mòn cần phải bảo vệ thiết bị và đường ống bằng vật liệu chống ăn mòn.
Chất lỏng tưới thiết bị thường là nước. Khi kết hợp quá trình thu hồi bụi với xử lý hóa học, chất lỏng được chọn theo quá trình hấp thụ.
a) Buồng rửa khí.
Các buồng rửa khí được chế tạo bằng kim loại, bêtông và gạch đá.
Trong buồng bố trí các dãy mũi phun để phun nước vào dòng khí chứa bụi chuyển động qua buồng. Để tăng hiệu suất lọc bụi, trong buồng có thể bố trí các tấm chắn, các tấm đục lỗ hoặc tưới. Cuối buồng rửa có bộ phận tách nước. Vận tốc chuyển động của khí trong buồng khoảng 1,5-2,5 m/s. Thời gian lưu khí <3s. Lượng nước phun 0,2-1,04l/m3.
b) Thiết bị rửa khí trần.
Thiết bị rửa khí trần là tháp đứng, thường là hình trụ mà trong đó có sự tiếp xúc giữa khí và các giọt lỏng (được tạo ra bởi các vòi phun). Theo hướng chuyển động của khí và lỏng, tháp trần chia ra ngược chiều, cùng chiều và tưới ngang.
Thỏp trần đạt hiệu quả xử lý cao đối với hạt bụi cú d ≥ 10àm và kộm hiệu quả khi bụi cú d < 5 àm.
Vận tốc dòng khí trong thiết bị thường trong khoảng (0,6÷1,2) m/s đối với thiết bị không có bộ tách giọt và khoảng (5÷8) m/s đối với thiết bị có bộ tách giọt. Trở lực của tháp trần không có bộ tách giọt và lưới phân phối khí thường không quá 250N/m2.
Chiều cao tháp (H) vào khoảng 2,5 lần đường kính (D). Lượng nước sử dụng được chọn vào khoảng (0,5÷8)l/m3 khí.
c) Thiết bị rửa khí đệm.
Tháp rửa khí đệm là tháp với lớp đệm đổ đống hoặc được sắp xếp theo trật tự xác định.
Chúng được ứng dụng để thu hồi bụi dễ dính ướt, nhưng với nồng độ không cao và khi kết hợp với quá trình hấp thụ do lớp đệm hay bị bịt kín nên loại thiết bị này ít được sử dụng. Ngoài tháp ngược chiều, trên thực tế người ta còn ứng dụng thiết bị rửa khí với sự tưới ngang.
Để đảm bảo độ dính ướt của bề mặt lớp đệm, chúng thường được để nghiêng 7÷100 về hướng dòng khí, lưu lượng lỏng (0,15÷0,51) l/m3. Khi nồng độ bụi ban đầu đến 10-12 g/m3, trở lực 160-100 Pa/m đệm, vận tốc khí trong thiết bị ngược chiều khoảng (1,5÷2,0)m/s, còn lưu lượng nước tưới khoảng (1,3÷2,16)l/m3.
Hiệu quả xử lý bụi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cường độ tưới, nồng độ bụi, độ phõn tỏn. Hiệu quả thu hồi bụi cú kớch thước d ≥ 2àm trờn 90%. Thực tế hạt cú kớch thước (2ữ5)àm được thu hồi 70% cũn hạt lớn hơn (80ữ90)%.
Trở lực tháp đệm phụ thuộc dạng vật liệu đệm và điều kiện làm việc, có thể lên tới 1500N/m2. d) Thiết bị sủi bọt.
Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đãi chảy sụt và đĩa chảy qua. Đĩa chảy sụt có thể là đĩa lỗ, đĩa rãnh. Bụi được thu hồi bởi lớp bọt được hình thành do tương tác của khí và lỏng.
Quá trình thu hồi bụi trong thiết bị sủi bọt diễn ra trong các giai đoạn sau:
- Thu hồi bụi trong không gian dưới lưới do lực quán tính, được hình thành do dòng khí thay đổi hướng chuyển động khi đi qua đĩa. Hiệu quả của giai đoạn này chỉ lớn đối với bụi thô đường kớnh ≥ 10àm.
- Lắng bụi từ tia khí, hình thành bởi các lỗ hoặc khe hở của đĩa với vận tốc cao đập vào lớp chất lỏng trên đĩa (cơ chế va đập).
- Lắng bụi trên bề mặt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính rối.
Hiệu quả của giai đoạn 2 và 3 lớn hơn giai đoạn 1 nhiều và đạt đến 90% đối với hạt bụi (2ữ5)àm.
Thiết bị sủi bọt cú ưu điểm là hiệu quả thu hồi bụi cao đối với hạt cú kớch thước lớn hơn 2àm và trở lực không lớn hơn (300÷1000)N/m2. Tuy nhiên, nó còn tồn tại các yếu điểm sau:
- Hạt cú kớch thước nhỏ hơn 2àm khụng được thu hồi hoàn toàn;
- Cần có bộ phận tách giọt lỏng;
- Không cho phép lưu lượng khí dao động lớn vì như vậy sẽ phá vỡ chế độ tạo bọt;
- Không cho phép nồng độ bụi trong khí dao động lớn vì có thể làm bẩn đĩa.
e) Thiết bị rửa khí va đập quán tính.
Trong các thiết bị này, sự tiếp xúc của khí với nước được thực hiện do sự va đập của dòng khí lên bề mặt chất lỏng và do sự thay đổi hướng đột ngột của dòng khí. Kết quả của sự va đập là cỏc giọt lỏng đường kớnh (300ữ400)àm được tạo thành, làm gia tăng quỏ trỡnh lắng bụi.
Đối với thiết bị dạng này, mực nước cố định đóng vai trò quan trọng. Sự thay đổi nhỏ của mực nước cũng cơ thể làm giảm hiệu quả thu hồi bụi hoặc làm tăng trở lực của thiết bị.
Hiệu quả của thiết bị thu hồi va đập quán tính đến 99,5% đối với các hạt bụi có kích thước lớn hơn 3àm.
f) Thiết bị rửa khí ly tâm
Thu hồi bụi trong thiết bị rửa khí ly tâm diễn ra dưới tác dụng của hai lực: lực ly tâm và lực quỏn tớnh. Hiệu quả thu hồi bụi cú kớch thước (2ữ5)àm đạt 90%.
Các thiết bị rửa khí ly tâm được ứng dụng trong thực tế, theo kết cấu có thể chia làm hai dạng:
- Thiết bị, trong đó dòng xoáy được thực hiện nhờ cánh quạt quay đặt ở trung tâm
- Thiết bị với ống khí vào theo phương tiếp tuyến. Nước rửa khí chảy qua vòi phun ở trung tâm và chảy thành màng trên thành thiết bị.
Đặc điểm của thiết bị này là chất lỏng ít bị cuốn theo khí vì lực ly tâm làm lắng các giọt lỏng trên thành thiết bị.
g) Thiết bị rửa khí vận tốc cao (thiết bị rửa khí Venturi)
Để làm sạch khớ khỏi bụi cú kớch thước (1ữ2) àm và nhỏ hơn, người ta ứng dụng chủ yếu các thiết bị rửa khí có vận tốc lớn.
Nguyên lý hoạt động: dòng khí bụi chuyển động với vận tốc (70÷150)m/s đập vỡ nước thành các giọt cực nhỏ. Độ xoáy rối cao của dòng khí và vận tốc tương đối giữa bụi và giọt lỏng lớn thúc đẩy quá trình lắng bụi trên các giọt lỏng.
Loại thiết bị này dễ bị tắc khi bụi bám dày các khâu đệm. Nó được sử dụng nhiều khi dùng lọc bụi thấm ướt tốt và đặc biệt trong các trường hợp lọc bụi kèm theo làm nguội và hấp thụ khí.
Các thiết bị rửa khí Venturi có năng suất đến 500000 m3khí/h, vận tốc khí đến 150m/s.