Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Предварительная коагуляция пыли. При работе на очень тонкодисперсных пылях эффективность работы электрофильтра может быть довольно низкой. Для повышения ее можно применить предварительную коагуляцию (агрегирование) частиц пыли. Коагуляция осуществляется различными способами: пропуском газа через акустическое или электрическое поле, а также через какой-либо аппарат мокрой очистки, работающий в режиме коагуляции. Работа систем пыле- и шламоулавливания, Необходимо внимательно следить за уровнем пыли в бункерах. Переполнение бункеров может привести к короткому замыканию и отключению электрофильтра, а также к слеживанию и схватыванию некоторых пылей, что в дальнейшем крайне затруднит их удаление из бункера.
18! Изоляция корпуса, Некачественная изоляция корпуса нлн ее нарушение приводит к местному охлаждению стенок н, как следствие, к нх коррозии н налнпанню пыли. Кроме того, плохая изоляция обусловливает большие температурные перепады, вызывающие деформации н коробленне корпусов, что особенно опасно для высокотемпературных аппаратов н аппаратов большнх размеров. й 4. Выбор н расчет эффективности электрофнльтров Твп злектрофнльтра выбирают в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями с учетом свойств н особенностей пыли н газа, подлежащего очистке, на основе имеющегося каталога. Данные по основным наиболее распространенным электрофнльтрам приведены выше. На основании заданного расхода газа н рекомендуемой его скорости в активном сечении подбирают наиболее подходящий типоразмер фильтра.
После этого производят расчет электрических параметров, в результате которого определяют напряженность электрнческого поля. Далее на основе состава дымовых газов находят нх вязкость. По окончании зтнх вспомогательных расчетов переходят к определению эффективности работы электрофнльтра, в основе которого лежит теоретическая формула, полученная Дейчем (11.36). Следует отметить, что формула Дейча получена для ндеальных условий н к расчету реального фильтра непосредс7венно не может быть применена, так как не учитывает ряда факторов, связанных с работой электрофнльтра в производственных условиях. К числу этих факторов относятся проскок частиц через неактивные зоны электрофнльтра, вторичный укос частиц прн встряхивании электродов, неоднородность поля концентраций пылегазового потока, полнднсперсность пыли, неравномерность газораспределения по сечению электрофнльтра, влияние размеров электрического поля н др, Большинство нз зтнх факторов учтено в разработанной в НИИОгазе методике расчета пластннчатых злектрофнльтров, которая является достаточно сложной н реализуется поэтому с помощью ЭВМ.
Имеется также упрощенный вариант расчета степени очистки газов в злектрофнльтре, полученный на основании выше упомянутой методики, в основе которого лежит экспоненцнальная зависимость, аналогичная формуле Дейча: 71 = 1 — ехр ( — К„иА 1)п 4з), (14.2) где Кун — обобщенный козффнцнент вторичного уноса; А н р— безразмерные параметры. Параметр р, аналогичный по структуре показателю экспоненты в формуле Дейча, вычисляется по формуле (14.3) ()=- зЕвг( арой 14Н, 182 А гб А «б где е — днэлектрнческая постоянная, Клг/мг; Š— напряженность поля у оса- г,г о,б «,а об днтельного электрода, В/м; 4( — среднемеднанный диаметр ча- а« стнц.пылн, м; Ь вЂ” ак- ог тнвная длина поля 8« г« дг злектрофнльтра, м; ад аг ш — средняя скорость Оа аоб Об ооб газа в активном сеченнн, м/с; й — коэф- п,б фнцнент неравномер- г г з га«бб ности распределения газа; 14 — дннамнческнй коэффициент вязкости газа, Па ° с; Н вЂ” расстояние между плоскостями коронн- рующнх н осаднтельных электродов.
Параметр А зависит от соотношения площадей активной н неактивной зон электрофнльтра Ре, среднего квадратического отклонения размеров частиц он н параметра К, определяемого по формуле «=а аб Х б 1 Рис. 14.4. Зависимость параметра А от параметра К и среднего нвадратического отклонения о Табе / 4.18 1О ' 8.47 1О а ) бе» ~ П Е (14.4) где Тапа — абсолютная температура газа, К; р — давление газа, Па. Значения параметра А определяют по графику (рнс. 14.4, а) для Ри =0,91 (электрофнльтры типа УГ) нлн по графику (рнс. 14.4, б) для Р*=1 (злектрофнльтры, в которых неактнвные зоны отсутствуют нлн надежно перекрыты для прохода газа). Для электрофнльтров, в которых значения Ре отличаются от этих величин, степень очистки может быть определена нз выражения «,4г 41 = 1 — Р* ехр ( — К„„А~« 4г) — (1 — Р*) ехр — Ун ), (14.5) 4 где значения параметра А принимают нз условия, что Р*=1. Обобщенный коэффициент вторичного уноса для пылей с удельным злектрнческнм сопротивлением 5.
10'<р,< <5 10' Ом ° м определяют по формуле Кун = 1 — 0 275К4КаКа (!4.6) ГдЕ Кг= (/4/яо)о" — КОЭффИцИЕНт ОтНОСИтЕЛЬНОй ВЫСОТЫ ОСадИ- тельных электродов; Кя = (ш/игр) "' — коэффициент относнтельной скорости газа; К.=ехр( — 1,72т/тр) — коэффициент относнтельной пылеемкостн электродов. Коэффициенты Кь Ка, Ка 183 находЯт с Учетом базовых значений йб=8 м, шо=1 м/с, тв= =1 кг/м'. Так как приведенные зависимости для расчета эффективности электрофильтров выведены на основании опыта работы действующих электрофильтров, имеющих определенную конструкцию и работающих в конкретных условиях, полученные в результате расчета значения следует рассматривать как приближенные.
Электрофильтры являются высокоэффективными аппаратами, улавливающими даже высокодисперсные пыли. Они способны хорошо работать на газах с температурой до 350— 400 'С, с высокой влажностью, а также наличием в них сернистых соединений, при УЭС слоя пыли до 10п Ом ° см. Основными направлениями совершенствования электрофильтров являются увеличение межэлектродного расстояния, кондиционирование очищаемого газа, разработка конструкций из полимерных материалов для агрессивных газов.
Конгрольнььв вонросьь 1. Как влияют различные факторы на работу электрофнльтра? 2. Электрические режимы питания электрофильтров. 3. Мероприятия, обеспечивающие нормальную эксплуатацию электро- фильтров. 4. Как выбирают электрофильтр и рассчитывают его эффективностьр Глава 15 АБСОРБЕРЫ ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ НРИМЕСЕИ Для очистки газов от вредных газообразных компонентов используют преимущественно сорбционные методы. Процессы сорбции являются процессами массообмена, т. е. диффузного перехода газообразного компонента в жидкую или твердую среду.
Абсорбцией называют процесс избирательного поглощения газообразного компонента (сорбтива) из газообразной смеси жидким поглотителем (абсорбентом). Этот процесс ведут в аппаратах, называемых абсорберами. В случае, когда процесс абсорбции идет за счет физического поглощения абсорбентом того или иного газообразного компонента, он называется физической абсорбцией. При наличии химической реакции между поглощаемым компонентом и абсорбентом с образованием нового химического соединения процесс называется хемосорбцией.
Возможно сочетание обоих процессов. Физическая абсорбция является обратимым процессом. Это значит, что при определенных условиях поглощенный газ можно 184 Т а б л и ц а 15.1. Значения коэффициента ф Коэффициент ф прп Гаэ бо 'с о с зо с О, 133 0,962 80,6 2720 0,497 1,68 178 3650 0,0269 0,145 30,2 ! 450 Аммиак Диоксид серы Диоксид углерода Кислород 185 выделить из абсорбента и, следовательно, восстановить последний в его первоначальном состоянии.
Такой процесс, называемый десорбцией, широко применяют в технике с целью многократного использования абсорбента. й 1. Основы процесса физической абсорбции Газ или определенный газовый компонент при соприкосновении с жидкостью растворяется в ней. Чем больше парциальное давление газового компонента, тем в большем количестве способен он раствориться в жидкости (абсорбенте).
Наряду с растворением газа в жидкости может идти и обратный процесс перехода газа, растворенного в жидкости, в газовую фазу, где он отсутствует или парциальное давление его мало. Выделение растворенного компонента из раствора происходит вследствие снижения его парциального давления в газовой фазе и снижения растворимости его в жидкой фазе. Таким образом, между газом и жидкостью по истечении некоторого времени всегда устанавливается равновесное состояние. Для равновесного состояния идеального газа справедлива зависимость, которую называют законом Генри и выражают формулой р=фх, (15.1) где х — концентрация газового компонента в жидкости; р— равновесное парциальное давление этого компонента в газовой смеси, Па; ф — коэффициент, зависящий от свойств газа и жидкости и температуры, Па (табл.
15.1). В соответствии с законом Генри зависимость между концентрацией сорбтива в газовой и жидкой фазе в равновесном состоянии будет выражаться линией ОС (рис. 15.1). Закон Генри справедлив для слабоконцентрированных растворов и нарушается в случае высококонцентрированных растворов, а также при наличии между поглощающей жидкостью и поглощаемым газом химического воздействия. Растворимость газа в жидкости повышается с увеличением парциального давления газового компонента и понижается с увеличением температуры. Растворимость газов в жидкостях различна. Например, при нормальных условиях (р= 101,3 кПа, !=О сС) для хорошо растворимых в воде газов (аммиака, хлористого и фтористого водорода) она измеряется сотнями граммов на 1 кг воды, а для плохорастворимых газов (кислорода, азота, оксида углерода) — десятыми и сотыми долями грамма на 1 кг воды.
Хлор и диоксид серы имеют среднюю растворимость. Физическую абсорбцию водой в чистом виде можно применить только для хорошо растворимых газов (аммиака, хлори- ун Уу Уу 0 ху ! к Рис, Гбд. Схема процесса абсорбции в условиях противотока газа и жидкости. Принятые обозначения: ОС вЂ” линия равновесия у*=их); А — рабочая линия — прямая. проходящая через точки рван и рвла стого и фтористого водорода). Абсорбция диоксида серы будет нецелесообразна из-за большого расхода воды. Удаление из газов оксида углерода путем промывки водой практически невозможно. Труднорастворимые компоненты в некоторых случаях можно удалять из газов, промывая их жидкостями, химически реагирующими с поглощаемым компонентом, т.
е. применяя хемосорбцию. Десорбцию осуществляют отгонкой в токе инертного газа, подводом тепла к абсорбенту, снижением давления газа над абсорбентом. й 2. Материальный баланс и основные уравнения процесса абсорбции Уравнение материального баланса выражает закон постоянства массы в процессе абсорбции и при противотоке газа и жидкости имеет вид М, (уи — у,) =- М (хи — х,), (15.2) где М, и Мщ — массовые расходы газовой смеси и жидкого 186 абсорбента, кг/с; у„и у,— концентрации поглощаемого компонента (сорбтива) в газовой смеси, внизу и вверху абсорбера, кг/кг; хи и х,— концентрации поглощаемого компонента в поглощающей жидкости (абсорбенте) внизу и вверху абсорбера, кг/кг. Физический смысл приведенного уравнения заключается в том, что убыль массы в газовой фазе равна приращению массы в жидкой фазе.
Удельный расход абсорбента определяется из уравнения материального баланса абсорбера (15.2): т = М (М, = (уи — у,)((хи — х,). (15.3) Уравнение (15.2) показывает, что изменение концентрации в абсорбере происходит по линейному закону и, следовательно, в координатах у — х линия процесса представляет собой прямую  — А с углом наклона, тангенс которого равен т=М (Мг (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
