Старк С.Б. - Пылеулавливание и очистка газов в металлургии (1044945), страница 13
Текст из файла (страница 13)
При этом должна быть учтена как энергия, затраченная на движение газа через пылеуловитель, так и энергия, израсходованная на подачу и диспергирование жидкости. В обоих случаях следует учитывать только энергию, затраченную в пределах аппарата. Главным энергетическим параметром мокрого пылеуловителя является суммарная энергия соприкосновения К„т.
е. расход энергии на обработку жидкостью определенного объема газов в единицу времени. Численную величину этого параметра определяют из следующего выражения, кДж/1000 м' газа: К,=ЬР..+р-, ~ (7-15) где гър,„— гидравлическое сопротивление аппарата, Па; р — давление распыляемой жидкости при входе в аппарат, Па; У и )7„ — объемные расходы жидкости и газа, соответственно, м'lс. В соответствии с энергетическим методом расчета коэффициент эффективности очистки мокрого пылеуловителя может быть определен но формуле — вки е- т' где В и и — константы, зависящие от физико-химических свойств и дисперсного состава пыли. При высоких степенях очистки оценку эффективности работы аппарата удобнее выражать не коэффициентом эффективности очистки т), а числом единиц переноса Ƅ— понятием, используемым в теории тепло- и массообмена, связанным с т) следующей зависимостью: У„= 1и— 1 ! — т1 (7-17) Из сопоставления выражений (7-16) и (7-1?) следует, что; 07„= ВК,".
(7-18) лч г0 В В 1 ВЧ В т0г г В ВВг0" г ВолДм/ЮИмг газоВ й7 В В 1 г гог В Вгаг .г В В Вг0а В„лдге/1000 тт г га ггВ Рис 31 Зааисимости лозффициеитои очистки мокрых лылеулоиителел ат зисртетических затрат Зависимость (7-!8) аппроксимируется в логарифмических координатах К, — 1т'„прямой линией, угол наклона которой к гори- Таблица 4 Характеристика некоторых видов пылей н туманов Нокер прямой иа рис 3! Виды пыли или тукала Конверторная пыль (при продувке кислородом сверху) Тальк Туман фосфорной кислоты Ваграночиая пыль .
Мартеновская пыль Колошниковая (домениая) пыль . Пыль известковых печей Пыль, содержащая окислы цинка из печей, выплавляющих латунь Щелочной аэрозоль из известковых печей Аэрозоль сульфата меди Дурнопахнущие вещества . Пыль мартеновских печей, работаю- щих на дутье, обогащенном кислоро- дом Пыль мартеновских печей, работаю- щих на воздушном дутье Пыль из доменных печей Пыль из томасовского конвертора Пыль, образующаяся при выплавке 45%-ного ферросилиция в закрытых электропечах Пыль, образующаяся в печах при про- изводстве целлюлозы Пыль производства черного щелока при обработке увлажненных газов То же, при обработке сухих газов .
Частицы поташа из МГД-установок открытого цикла . Пыль, образующаяся при выплавке снликомарганца, в закрытых электро- печах Пыль каолинового производства Сажа, образующаяся при электро- крекинге метана 9,88 10 з 0,206 1,34 ° 10 з 1,355 10 з 1,915 10 з 661!О а 6,5 104 0,4663 0,3506 0,6312 0,6210 0,5688 0,891 1,0529 г 3 4 Б б 7 8 2,34 1О а 0,5317 5,53 10 а 2,14 РО 4 1,09.10 а 1,2295 1,0679 1,4146 10 11 1г ! 565.
10- е 1,619 1,594 0,3255 0,2589 1,74 10 а О,! 925 0,268 !4 1б 15 2,42 ° !О ' 1,26 17 4, Кпа 1,32 ° !О а 9,3 104 1,05 0,861 0,861 1Р го 0,554 0,016 г! 69!Оп 2,34 1О 4 0,67 1,115 гг гг 1О и 1,36 70 зонту дает величину и, а величина В определяется как значение Аг„ при К,=1. На рис. 31 нанесены прямые, характеризующие зависимость (7-18) для некоторых пылей и туманов.
Величины В и и, приведенные в табл. 4, могут быть определены только экспериментальным путем, Энергетический подход чрезвычайно упрощает расчет эффективности мокрых пылеуловителей и дает результать(, подтверждаемые опытом работы промышленных аппаратов.
Эффективность очистки определяется в основном полезными энергозатратами. э 25. ТЕПЛО- И МАССООБМЕН В МОКРЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯХ Мокрые пылеуловители представляют собой аппараты контактного типа, в которых газ и жидкость непосредственно соприкасаются друг с другом. Вследствие того что температура газа и жидкости, а также парциальные давления пара в газе р„и над жидкостью р в мокрых пылеуловителях, как правило, не одинаковы, одновременно с пылезадержанием идут тепло- и массообменные процессы.
Основным расчетным уравнением для определения количества тепла Я, Вт, передаваемого прямым теплообменом, является общеизвестное уравнение теплопередачи: Я, = КР б Т + ()„„, где К вЂ” коэффициент теплопередачи, Вт/(м« 'С); Š— поверхность, через которую происходит теплообмен, м«; ЬТ вЂ” средняя разность температур, 'С; Я„„— потеря тепла в окружающую среду. Уравнение массообмена имеет вид =-бй( = б~ (р„— р.), (7-20) где р — коэффициент массообмена, кгl(м«с 'С).
Процессы массообмена сопровождаются выделением (при конденсации) илн поглощением (при испарении) тепла, величину которого можно найти, зная теплоту парообразования Я» — г ол» вЂ” гр (Р» — Рж). (7-21) В приведенных уравнениях (7-20) (7-21) знак «плюс» ставится в случаях перехода тепла и массы от газа к жидкости (Т, ) Т и р„) р ), а знак «минус» в случаях перехода тепла и массй от жидкости к газу (Т„< Т. и р„< р ). Так как отходящие газы металлургических агрегатов, подлежащие очистке, как правило, имеют высокие температуры, то в мокрых пылеуловителях обычно протекают процессы охлаждения газа. Эти процессы могут осуществляться как с испареинем воды, так и с конденсацией водяных паров, содержащихся в газе. В первом случае охлаждение называют нспарительным, во втором случае — конденсационным.
Конденсационное охлаждение происходит, если горячий газ, насыщенный водяными парами, встречается с холодной водой (Т, » Т, р, ) р ). При этом происходит охлаждение газа с конденсацией части водяного пара, находящегося в газе, в результате чего газ подсушнвается. Вода при этом нагревается, получая тепло в количестве Я, + ()». Испарительное охлаждение происходит при взаимодействии горячего сухого или не насьнценного влагой газа с подогретой 71 где М„ и М вЂ” количество сухого газа и жидкости, кг/с; Т, и Т, — соответственно начальная и конечная температуры газа, 'С; Т„ и Т„ — соответственно начальная и конечная температуры жидкости, 'С; с„ и с — соответственно теплоемкостн газа и воды, Дж/кг; у, и у, — соответственно начальное и конечное влагосодержание газа, кг/кг; (, и (, — соответственно начальная и конечная энтальпии водяных паров, кДж/кг. Если пренебречь потерями тепла в окружающую среду и не учитывать изменения количества воды вследствие ее испарения, то из уравнения (7-22) можно сделать вывод, что: 7 Т,~ мГ ]ГГ (72 71) + 9111 ум2] К В 1 сжмж (7-2З) Из уравнения (7-23) видно, что чем меньше подача жидкости, тем выше ее конечная температура.
Однако, как было сказано выше, пределом конечной температуры воды является температура мокрого термометра Т„выше которой вода не может нагреться, так как все полученное ею тепло затрачивается на ее испарение. Таким образом, для процесса испарнтельиого охлаждения можно написать, что конечная энтальпня газа, соответствующая температуре мокрого термометра, равна начальной энтальпии плюс количество тепла, переданное газу жидкостью, которая испарилась и присоединилась к газу в виде водяных паров: М,(с,7'„]-у„с'„) = М,(с,7'1 ]- у1(,) ]- М,(у„— у,) с„]'„, 72 водой (Т„) Т„, р„( р,„). Прп охлаждении газа одновременно увеличивается его влагосодержание за счет испаряющейся воды, т, е, количество гепла, передаваемое от газа к воде, составляет ];), — ];),.
По мере нагревания воды возрастает давление пара над ней р„и уменьшается разность температур ҄— Т,„. При этом Я, снижается, а Я, возрастает до тех пор, пока они не станут равны. После этого вода, достигнув так называемой температуры мокрого термометра Т„, перестает нагреваться и будет только испаряться при постоянной температуре, а все тепло, передаваемое газом воде, будет возвращаться к нему с образовавшимся паром, подмешивающимся к газу, т.
е. процесс охлаждения пойдет при постоянной энтальпии газа. Тепловой баланс процесса испарительиого охлаждения составляют исходя пз того, что сумма энтальпий (теплосодержаний) входящих потоков равна сумме энтальпий выходящих потоков М„(с„Т, + у„],)+ М с Т„= М„(с„Т,+ у,(,)+ + (М вЂ” М„(у, — у1)) с Т, + ~7„„ (7-22) или сгТм -'; Ум(2480+ 1,967'и) = с,Т, + д( (2460+, 1- 1,96Т,) + (д, — д,) с Ти, (7-25) Из этого уравнения подбором можно определить температуру Тм, предварительно задаваясь ею, находя соответствующее ей влагосодержание по формуле О,8О|Рм дм = —— р р (7-26) Таблиаз 5 Температура мокрого термометра дымовых газов Начальная температура горячих газов, 'С Начальная влажность газне, г(ма |оо 200 зоо чоо 750 зоо |ооо 1 38 5 ,"' 44,0 52,5 61,0 68,0 49 5 53,5 59,0 66,5 71,5 57,0 59,5 63,5 70,0 74,0 62,0 64,0 68,0 72,5 78,5 65,5 67,5 70,5 75 5 72,5 74,0 76,5 79,5 77,5 78,5 80,5 100 200 300 и проверяя затем сходимость теплового баланса по формуле (7-25), )гак следует нз формулы (7-25), температура мокрого термометра зависит от начального состояния газа (его температуры Т, и влагосодержания дт) и может приниматься по данным табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
