Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 21
Текст из файла (страница 21)
При подаче орошающей жидкости в трубу Вентури ее начальная скорость незначительна. За счет сил динамического давления газового потока капли одновременно с дроблением получают значительные ускорения и в конце горловины приобретают скорость, близкую к скорости газового потока. В диффузоре скорости газового потока и капель падают, причем вследствие сил инерции скорость капель превышает скорость газового потока.
Поэтому захват частиц каплями наиболее интенсивно идет в конце конфузора и в горловине, где скорость газа относительно капли особенно значительна и кинематическая коагуляция протекает наиболее эффективно. Огромная скорость протекания процессов дробления капель, изменение скоростей капель и пыли, частичное испарение капель и конденсация паров в весьма малом объеме трубы Вентури (в основном в горловине) и наложение этих процессов друг на друга чрезвычайно осложняют создание теории работы этого аппарата. Теплообмен в трубе Вентури, Если газ охлаждается в трубе Вентури, то, пренебрегая потерями в окружающую среду (не более 3 — 5%)ъ тепловой баланс можно выразить следующим равенством: ЯД=02+Я2, (8.15) где 1г! — тепло„отдаваемое газом, кВт; Яд — тепло, затрачиваемое на нагрев орошающей жидкости от начальной температуры Т„до конечной температуры Т„кВт; дгг — тепло, затрачиваемое на испарение части орошающей жидкости, кВт.
Тепло, отдаваемое газом, Яд=)о.с(ср(Т,— Т,)+хд(д,— д,)), (8.16) где $д,,— объемный расход сухих газов, м'/с; ср — теплоемкость сухих газов, кДж/(м' 'С); Т, и Т, — начальная и конечная температуры газа, 'С; х~ — начальное объемное влагосодержание газа, кг/м', д, и 22 — начальная и конечная энтальпии водяного пара, кДж/кг. Тепло, затрачиваемое на нагрев орошающей воды при условии, что она нагревается до температуры мокрого термометра Тнп 22 1 2гп (дм дн) (8.17) где )гд — объем газов на выходе, м'/с; т — удельный расход воды, рассчитанный по условиям выхода, кг/м', д, и д — на- чальная и конечная энтальпии воды, кДж/кг. Тепло, затрачиваемое на испарение части подаваемой воды, 92=7 дат (Д,— Д„), (8.18) где др — коэффициент испарения.
Подставив развернутые выражения в уравнение теплового б, можно решить его методом последовательного при- аланса, мо б ения относительно любой интересующеи нас ве лиже Температуру газов на выходе из трубы Вентури можно оп- реде е елить по следующей эмпирической зависимости, справедли- вой в пределах скоростей газов в горловине при удельных расходах воды ад=0,6 †: 1,3 кг/м' и начальной температуре газов Т, = 100 †: 900 'С: Т, = (0,133 — 0,04!пд) Т, + 35.
(8.19) НИИОгазом предложено оценивать эффективность теплооб- мена в трубах Вентури с помощью условного коэффициента теплопередачи К, отнесенного к единице массового расхода газа: (8.20) К„= О/М,/дТ, Я вЂ” количество отдаваемого газом тепла, Вт; ЬТ вЂ” средняя разность температур между газом и водо, где — кол й, 'С; М,— массовый расход газа, кг/с.
Величину условного коэффициента теплопередачи в преде- лах скоростей а оростей газа дед= 17 †: 160 м/с и удельных расходов воды ад=0,12 —;4,0 кг/м' можно определять по следующей эмпири мости: К „= Ав„епде, Численные значения коэф- фициентов могут быть приняты приближенно равными: =0,05 —:0,07; В=0,51; С=0,71. Организация орошения труб Вентура П б подачи жидкости трубы Вентури, применяемые о спасо у по а о с ночным о оше- в металлургии, делят на три группы: а) с форсун р нием (рис. 8.6, а); б) с пленочным орошением (рис. 8.6, б); в) с периферийным орошением (рис. 8.6, в), При центральной подаче воды (рис.
8.6, а) форсуику уста- навливают на расстоянии (1 — 1,5)дд! перед конфузором. Мак- симальный диаметр зоны орошения форсунки не должен пре- вышать 500 мм; при ббльших диаметрах газопровода можно устанавливать несколько форсунок. Расход воды на форсунку определяют по формуле $', = пд$~,/и, (8.
21) где и — число форсунок. Диаметр отверстия форсунки дэ находят из выражения (8.22) 4ув 101 Пк» ооддоиооосд !'Оои бень кое!ми дгпдкооогь око!ко ,1- )гаом доокооооу ду»додо!лот!о Рис. 8.7. Эжекториый скруббер ти- па СЭН6 ! — корпус; 2 — камера всасыва- ния: 3 — форсунка; 4 — сетчатый пылеуловитель; 5 — камера смеше- ния где 13 — коэффициент расхода воды приближенно равен 0,73; р — давление воды перед форсункой (не менее 160 кПа); р,— плотность воды, кг/мз. Периферийную подачу жчдкости применяют в трубах Вентури как круглого, так и прямоугольного сечения.
Такая подача позволяет организовать более равномерное орошение в трубах больших размеров, особенно прямоугольных, через отверстия с двух противоположных сторон, расположенных в шах- ! ис. 8.6. Способы орошения труб Вент н: а — форсуночное орошение; б — пленочное орошение; е — периферийное орошение. !— форсунка; 2 — «омфузор: 3 — горловннас 4 — камера для воды; 5 — ; 5 — ш — уступ; — диффузор матном порядке. Необходимое число отверстий п для ввода воды (диаметром 4)о) приближенно может быть определено по следующей формуле: 8 и=абг т/30 д, (8.23) где а — ширина горловины прямоугольной трубы Вентури; бг и б — кинематические коэффициенты вязкости соответственно газа и жидкости. Вода чаще всего подается в начальный участок горловины.
Периферийная подача допускает чистку отверстий без прекращения работы аппарата, значительно снижает абразивный износ и замедляет рост отложений на орошающих устройствах. При пленочном орошении подаваемая вода непрерывно стекает по стенкам конфузора, образуя возобновляющуюся пленку (рис. 8.6, б). Дробление пленки на капли происходит за счет энергии высокоскоростного потока газа. Основным преимуществом пленочного орошения являются отсутствие мелких отверстий, склонных к зарастанию и засорению, а также возможность подачи на орошение воды пониженного качества, что очень важно в условиях оборотного водоснабжения газоочисток.
Пленочное орошение полностью устраняет отложения 102 пыли, образующиеся обычно на границе между сухой и смоченной поверхностями конфузора. Однако пленочное орошение обеспечивает равномерность распределения воды по сечению только при ширине или диаметре горловины не более 100 мм. и. йп от=!подмоге К ' шь Дб гп, и чгд уп и е пб П ббо !бед ГПРП 2УГПУ м~» Рис 8.8 Гидродинамическая характеристика зжекторного скруббера при различных давлениях иагиетателя; ! — 700 к Па; 2 — 866; 3 — 420: 4 — 280; 5— !40 кпа Рис 8.0. Схемы прямоугольных и круглых труб Веитури с регулируемой горловиной; о — с поворотными лопастями; 6 в с кониче. ской вставкой В некоторых конструкциях применяют комбинированные способы орошения, например центральную подачу совмещают с пленочной.
Различные типы екрубберов Вентури. Представляют интерес так называемые эжекторные скрубберы Вентури, в которых основная доля энергии, затрачиваемой на очистку газа, подводится к орошающей жидкости через расположенную в конфузоре форсунку под давлением 0,6 — 1,2 МПа и выше. Энергия высокоскоростной струи жидкости расходуется, с одной стороны, на эжектирование и транспортировку газа через аппарат, а с другой — на очистку газа.
При соответствующих давлениях и расходах орошающей жидкости можно не только довести до нуля гидравлическое сопротивление аппарата, но и со. здать положительный напор. В промышленной практике име- 103 ются примеры работы'эжекторных скрубберов без дымососов с выбросом очищенных газов непосредственно в дымовую трубу. Скорость газового потока в сечении горловины (камеры смешения) рекомендуется выбирать в пределах 10 — 35 м/с, а длину камеры смешения — около трех ее диаметров.
Скорость истечения жидкости из форсунки в эжекторных скрубберах значительно выше, чем в скрубберах Вентури обычного типа. Разработан типоразмерный ряд эжекторных скрубберов типа СЭЖ производительностью от 50 до 5000 мз/ч (рис. 8.7). Гидродинамическая характеристика эжекторного скруббера приведена на рис. 8.8. Максимально возможное разрежение, создаваемое системами этого типа, 0,6 кПа.
Для сокращения удельных расходов орошающей жидкости т рекомендуется увеличивать давление перед форсункой до 5 — 10 МПа. Перспективным представляется использовать для орошения эжекторных скрубберов перегретую воду, образующую при прохождении через сопло двухфазную систему пар — жидкие капли. Для установок с изменяющимся во времени расходом газа применяют трубы Вентури с регулируемым сечением горловины, позволяющие сохранять в горловине оптимальную скорость, несмотря на колебания расхода газа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
