Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 109
Текст из файла (страница 109)
Экспериментальные исследования относились к удалштю тумана серной кислоты (диаметр капель от 2 до 14 мкм) в кинящсм слое из стеклянных шариков кремнезема (не- пористые), глинозема и силнкагсля (оба пористые), капелек диоктилфталата диаметром 0,6 — 1,1 мкм в кипящем слое глинозема и пыли !птрата ам|мония в кипящем слое стеклянных шарнхов. Найдено, что во всех случаях эффективность осаждения не зависела от первоначальной концентрации: для крупных капель (от 2 до 14 мкм) доминирующим в улавливании было инерционное столкновение и эффективность улучшалась при увеличении поверхностной скорости газа; для более мелких капель диоктилфталата основную роль играло диффузионное улавливание (эффективность уменьшалась при увеличеюш поверхностной скорости газа).
Работа по улавливанию нитрата аммония была очень непродолжительна, и определенных закономерностей выявить не удалось. Мейсслер и Миклай [568[ нашли, что для описания органичеипых экспериментальных данных, полученных для частиц микронных размеров (в среднем около 8 мкм), можно использовать эмпирическое уравнение йт 'те — 1и ся/сг = 0,455иа ~ 4 61, ) (Х1.49а) ~де с, я с, — соответственно начальная я конечная конпентрапяя, кг/мз; и, †поверхностн скорость газа, м/с; вт — масса слоя па елппяцу поперечного ссчепня, кг/мз; п — эмпирическая константа (0,16 — 0,34).
Здесь показатель степени и был характеристическим для смеси частиц слоя. Лля частиц субмикронных размеров в одной работе [745) указывается, что экспериментальным данным соответствует уравнение вида — 1п с /стспР,та (Х1. 49в) ио не отмечается влияние массы слоя и отсутствуют другие эмпирические константы, хотя в некоторых экспериментах достигалась эффективность улавливания, близкая к 90%.
В более поздней работе Блэк [85) использовал псевдоожиженный слой для улавливания субмикронных частиц хлорида алюминия и табака. Как и ожидалось, наивысшие эффективности улавливания были достигнуты при низких расходах газа и большой толщине слоя. Эффективность улавливания (в 7е) описывали урав- нением Н'а т)= 56,5— пе, г (Х1.50) ~ле Н вЂ” толпгяна слоя; и, — поверхностная скорость газа. Блэк не обнаружил влияния старения слоя или изменения начальной концентрации аэрозоля.
Лнализируя свои результаты, Блэк приходит к выводу, что в данных условиях основнымн механизмами являются инерционное столкновение н броуиовская диффузия, а уравнение (Х1.50) может быть выведено из (т/П.51). Для удаления газообразных и твердых фторидов нз отходящих газов алюминиевого производства были использованы фильтры с насадкой из глинозема толщиной 50 — 300 мм. Технология, разработанная фирмой ЛЛКОЛ (процесс Л-398), состоит в том, что газы, содержащие газообразные и твердые фториды, пропускают через нсевдоожиженный слой мелкодисперсных частиц глинозема, Рис.
Х!.15. Схема проиесса очистки газов йЛКОЛ (Л-398) (707): г — регулятор толывны слоя: у — псрфоряровапнан плэстпнэ; 5 — воэдужвые сопла; с — рукавные фильтры; 5 — вытяжные зонты; 6 — элсктролятптескне ванны; т — воэдуэодувка: а— удлпнсппэя камера; у — првточпан камера; 10 — наморы воэдукорэспрсделсння.
! Содержанке фтора, мг/эа Эффектнвность Удалснва фтоРндов, эхт Установки гаэосбраэяыя о фиан кон. твердых 195 125 !00 1,6 1,9 3,0 99,2 98,5 98.7 99,5 99,4 99,2 98,3 96.3 91,8 в котором поддерживается температура в пределах б5 — 150 С. Затем газы проходят систему рукавных фильтров, расположенных непосредственно за аппаратом (рис. Х1-15).
Мешок фильтра регулярно очищают путем изменения направления движения потока; осевшая на фильтре пыль поступает снова в кипящий слой. В слой непрерывно подается глинозем, по качсству соответствующий глинозему, используемому в электропечах для выплавки алюминия; пройдя через псевдоожнженный слой, он выгружается (время пребывания в слое составляет от 2 до 14 ч). и используется для выплавки алюминия. Соотношение оксида алюминия и очищаемого воздуха колеблется в пределах 30 — 150: 1, потеря напора составляет 0,75 — 1,5 кПа.
Эффективность абсорбции газа превышает 99%, тогда как эффективность удаления твердых частиц превышает 90о15 (таблица Х1-2). При использовании такого оборудования в цехах производства алюминия отсутствует видимый «хвост» выхлопных газов, и выброс загрязнений снижается до 1,35 г!кг произведенного алюминия, К преимуществам этого процесса относится, кроме того, отсутствие загрязненных жидких стоков, не возникает и проблемы тАЛЛИиА Хбг Эксплуатационные параметры процесса АЛКОА А-898 17071 захоронения твердых отходов.
Процесс очень выгоден экономически, поскольку используемый для очистки газов глинозем является сырьем для получения алюминия, а абсорбированные фториды поддерживают концентрацию фтора в ванне на требуемом уровне, снижая тем самым расход крнолита для подпитки. 7. РАЗДЕЛЕ!1ИЕ ЧАСТИМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Если частице, ие обладаю1цЕй магнитНыми Свойствами, сообшить электрический заряд 47 путем ее облучения 1уравнение (х.эО)1 илп ионной диффузии (уравнение (Х.36)1, а затем поместить частицу в поле магнита напряженностью Н А(м, то на нее будет действовать сила, направленная под прямым углом к направлению поля и к направлению движения частицы, в связи с чем она отклонится от свосй первоначальной траектории.
Уравнение для частицы в вакууме запишется в виде Нчеи = акай тдч и — масса часткиы. е — зарад электрона; и — скорость частицы; Й вЂ” радитс кртчовов траектории. Рассмотрим случай, когда частица, движущаяся в газовом потоке со скоростью и„, приобретает компоненту скорости, перпендикулярную потоку и равную конечной скорости дрейфа (проходя ;срез поле около магнита). Конечная скорость дрейфа может быть найдена при приравннваиии магнитной силы к силе сопротивления газа, задаваемой уравнением Стокса — Куииингхема: иа = Саков 1х1.б1) Здесь ис является функцией и,.
При больших скоростях газового потока скорость выноса частиц из него будет увеличиваться. Автору неизвестны случаи применения этого явления в газоочистительных установках. Гели в магнитное поле внесены 1лаленькие магнитные частицы, произойдет другое явление. Поскольку частицы могут свободно поворачиваться в потоке, можно предположить, что оии будут и риснтированы в магнитном поле так, что их концы повернутся к противоположным полюсам магнита, Результирующая сила, действующая на частицу, в любом ее положении может быть вычислена путем алгебраического сложения притягивающей и отталкнаьчошей сил.
Если частица находится строго на центральной оси, гсйствующие силы уравновешены, и она будет двигаться прямолинейно. Подробные расчеты траектории частицы и вероятности ее улавливания требуют знания распределения магнитного поля, геометрической конфигурации магнита и спектра газового потока. б4б 35 †11 ГЛАВА Х11 ЭКОНОМИКА ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ* Проблема экономики процессов очистки газа была кратко затронута во введении. Здесь же автор хочет обратить особое внимание на тот факт, что степень очистки газов и тип выбранного оборудования зависят прежде всего от экономики самого оборудования, экономики технологического процесса и экономики окружающего района.
Рассмотрим простейший случай, когда обработанные в результате какого-либо процесса газы не оказывают вредного действия и поэтому не являются загрязнителями, а содержат ценный ингредиент; оптимальным будет тот процесс, который приведет к получению определенного количества этого ингредиента при минимальных затратах. Однако, если ингредиент вреден даже в малых количествах, то восстановительный процесс должен быть осуществлен таким образом, чтобы максимальная допустимая концентрация его в отработанном газе ие была превышена. Если этот ингредиент даже и не приносит вреда, произвольное максимальное его содержание может быть установлено сторонней организацией или каким-либо управляющим органом. В настоящее время такие произвольные уровни концентрации устанавливаются из-за отсутствия достаточных сведений о факторах, включенных в уравнение, называемое уравнением «чистой социальной стоимости» (Ч.С.С.), В самом простом виде оио выглядит следующим образом: Ч,С,С.
Стоимость ущерба при отсутствии оборудования контроля — 1Снингение ущерба при наличии оберудовэивя контроля— — Стоимость оборудования контроля) Читатель поймет, с какими трудностями связано определение ущерба, вызванного загрязнением. Если утрата здоровья может быть каким-либо путем определена, а ущерб, причиненный имуществу коррозией и загрязнением, может иметь денежное выражение, то потерю внешнего вида или потери эстетического характера оценить в деньгах невозможно. Точно так же обычно трудно оценить снижение ущерба, связанное с установкой оборудования контроля. «Все стоимости в этой главе даны в американских долларах и пряведены к уровню середины 70-х годов, если тот или иной пример особо не оговорен.
Последний член уравнения Ч.С.С., т. е. стоимость оборудования контроля (в которую входит прибыль от реализации побочного продукта), может быть оценена и представляет огромный интерес для тех, кто устанавливает оборудование очистки газов или другое оборудование контроля загрязнения среды. В действительности необходимо, чтобы эта стоимость была минимальной прн соответствующих рабочих характеристиках оборудования, предотвращающего нанесение ущерба здоровью, биологической среде и имуществу и отвечающего требованиям различных законодательных норм. Рассмотрение Ч.С.С. и стоимости у!церба не является темой настоя!пей книги, но для читателя, занимаю!цегося проектированием такого оборудования и принимающего решения о конкурентоспособности этого оборудования, будет интересно познакомиться с основными методами оценки стоимости оборудования установки очистки газов, как функции цены.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
