Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Следы СОз обычно поглощают щелочным раствором с последующим измерепием изменившейся электропроводпости. Оксид углерода(П) определяют также путем промывания газа щелочным раствором с последующим окислением СО па катализаторе (нагретая окись меди) и определением полученного оксида(1У). 7. ИЗОКИНЕТИЧЕСКИЙ ОТБОР ПРОБ ТВЕРДЪ|Х И ЖИДКИХ ЧЛСТИЦ Метод отбора проб твердых частиц из газового потока в основном такой же, как и газов, по для получения требуемой пробы це- б — П44 Рис.
11-12. Потоки газа на входе в пробоотборники: е — иаокииетикеский отбор; б — гри иалой скорости отбора; о — кри океиь большой скорости отбор . обходимо применять дополнительные специальные приемы. При отборе частиц размером К д д 10 мкм и более и при скорости отбора меньше скорости потока,в гаэоходе рнс. П-12,б), часть газового потока будет отклоняться от заборной трубки, тогда как некоторые частицы по инерции будут залетать в заборную трубку, и таким образом в отобранном образце окажется большее число крупных частиц. И наоборот, если скорость отбора пробы выше скорости потока в газоходе (рис. П-12,в), некоторые крупные частицы будут проскакивать мимо сопла эабор1юй трубки.
Только в том случае, когда скорости отбора пробы и потока в газоходе равны — т. е. скорость нзокинетична — в пробоотборнике будет собран полноценный образец крупных частиц (рис. П-12,а). Возникающая при этом ошибка была оценена Бадзнохом [491 для постоянной скорости о бора пробы 7,6 м(с и различных скоростей газового потока и для частиц размером 5 и 10 мкм н плотностью 2. Из рис, 11-13 внд о, т ио, что даже при скоростях потока, вдвое превышающих скорости отбора пробы, ошибка для частиц размером 5 мкм не превышает 37з, но приближается к 20$ для частиц размером 10 мкм.
Дэви [2081 предложил следующую формулу для определения ошибки, вызываемой неизокинетнческими условиями отбора пробы для прямоугольной заборной трубы, направленной против по- тока "а иа/иа с с„ и, б~р + 1 (11.9) 82 и с — концентрация частиц соответственно в пробе и газе; и„ и и,— скорость газов соответственно в газоходе и в заборной ру ; '" — р р т бке; 1 — па амет инерционного столкновения (см.
стр. 303 и сл.): т) = с(тС (Рр — Р) ио/(18Р О) где рр н р — плотность частиц и газа; р — вязкость газа;  — дн етр р ; гт — ам кабо твй трубки. Пока отношение скоростей ик/ио находится между, и 0,5 и 2, ошибка в определении концентрации лреньше 20г)ь для з)т( .. 0,1. Аналогичное значение найдено из урвв11ения, предложенного Бадзнохом [49). Позже Дэви [2051 исследовал варианты отбора нроб в спокойной атмосфере и нри встречном, ветре, а также отборы с использованием широких насадок н узким входным отверстием. Последний вариант относится к тем случаям, когда предусмотрено водяное охлаждение заборной трубки. Рассмотрение многочисленных альтернативных решений приводит к получению различных формул, с помощью которых можно рассчитать милималвную и максимальную скорость отбора в зависимости от физических размеров, ориентации и направления потока.
Изокинетичсокий отбор может быть осуществлен одним из двух путей: либо с использованием трубки нулевого типа, либо измеряя скорость газового потока с помощью трубки Пито как можно ближе к заборной трубке (не нарушая режима потока) и регулируя скорость отбора. В трубке нулевого типа поддерживается статическое равновесие между напорами внутри, канала трубки и на ее внешней стенке (рис.
11-14). Отводы для измерения статического напора подсоединены к обоим плечам 1)-образного манометра, во время анализа регулируют скорость отбора. Однако было показано 12161, что в точке статического равновесия, особенно прн низких скоростях газового потока (менее 6 м/с), скорость отбора не строго нзокинетична, поэтому даже небольшое отклонение от статического равновесия приводит к большим ошибкам в отборе проб.
При более высоких скоростях ошибка меньше (менее 57з при !5 м1с для показанного типа трубки). Если для отбора проб предполагают использсзвать трубку нулевого типа, следует предусмотреть ее калибрсгвку в заданной области. Разработаны разлнчпые типы пробоотборников, в которых скорость газового потока замеряется отдельно, ~в частности, такие приборы разработаны Британской Исследовательской Ассоциацией Черной Металлургии (БИАЧМ) 13121 н Британской Исследовательской Ассоциацией Угля (БИАУ) 1350, 3511. Пробоотборники этих ассоциаций теперь производятся в промышленных масштабах. Пробоотбор1юе устройство БИАУ (рис.
11-15) интересно тем, что проблема предотвращения конденсации в нробоотборннке и фильтре решена путем установки пылеулавливающего циклона и фильтра на конце пробоотборника внутри газохода. Предусмотрены сопла различных диаметров, закрываемые съемными болтами, так что можно установить приблизи- Рис. !1-13. Зависимость измеренной концентрации чзстиц от скорости газа цри на отборе через сопле диаметром 25 мм: С вЂ” настины З ыкы; с=О,ав ыытс; 3— 1О мам; с=а,а мгус.
83 Рис. НЛ4. Коиструкпии пробоотбориоб трубки пулевого типа 19201. тельно постоянные объемные скорости отбора в широкой области скоростей потока в газоходе. Такое устройство может выдерживать нагревание до 350'С, однако при более высоких температурах фильтр необходимо монтировать на другом конце пробоотборника, снаружи газохода. Циклон может работать внутри газохода при температуре до 850'С; его можно присоединить и к другому концу пробоотборника для работы нрн более высоких температурах. Если при таких высоких температурах будут улавливаться непрореагировавшие частицы (т.
е. несгоревший уголь), они будут продолжать гореть в циклоне, поэтому необходимо «за~мораживать» реакцию. Этот метод осуществляется с помощью касаниями (рис. П-16), разработанной Международной Исследовательской Организацией Горения (МИОГ) [378, 630], Насадка имеет коллектор и патронный фильтр из спсченнои бронзы или нержавеющей стали, смонтированный в головке водоохлаждавмой заборной трубки, Сопло, также охлаждаемос водой, снабжено съемным покрытием из нержавеющей стали; материал, оседающий на покрытии и фильтре, собирают н подвергают анализу. Специальное исследование формы сопел заборных трубок 19031 показало, что на практике форма заборной трубки мало влияет на точность отбора.
Если конец трубки имеет скошенную форму, его длина пе играет роли. Основное требование к трубкам — отсутствие коррозии н следов окисления. При изготовлении заборных трубок для анализа дымовых газов при температурах до 400'С с успехом применяется мягкая сталь, прн более высоких температурах, может возникнуть проблема окисления. Сварной пробоотборннк из нержавеющей стали пригоден для работы до 850'С без водяного охлаждения. В случае водоохлаждаемых пробоотборников .можно использовать медь (для периодических кратковременных отборов) вплоть до 1200'С; для операций при более высоких температурах применяют нержавеющую сталь. 84 Рис. П-15. Отбор проб в коробах с циклонным уловителеы и фильтром (3511 (разработан Британской Исследовательской Ассоциацией угля — БИАУ): о — циклон и фильтр рависщеиы виутр» короба в конце пробсотборинка (ко ЗВ'с); 6 циклоп н фильтр располоткеиы нне кпроба (срн !..ьзсо'су; ! — бункер: у — циклон; 3 — корпус фильтра; а — муфтовое сослинсвнс; 5 — втулка пробоотборпика; б — трубка пробостбор инка; 7 — шарнирный крепящий винт:  — стенка норова, р — съемное сопла; ! — место креп.
пения циклоне у и пробсютбсрпику при работе установки бев фильтре; у! — место прнсо. елннепия муфты на линии всаса «ри работе установки беа фильтра. Рнс П-16. Пробоотборннк е волиным охлаждением ллн работы прн температуре более 1100 'С: а — деталь нробоотбориой головки; б — общее устройствот à — держатель; 2 — металлокерамнаеский сосук; 3 — водонодводвшне лншш; 4 — облицовка нробоотборной трубки.
Охлаждающую воду подают к нанонечнику пробоотборника по концентрическим трубкам: она входит в одно кольцо и выходит нз другого. При относительно низких температурах воду лучше подавать через внешнее кольцо, чтобы пробоотборпии соприкасался с теплой водой, что уменьшило бы конденсацию л нем. Прн более высоких температурах наоборот, обеспечивают доступ холодной воды к наконсчниму.
Если отбор пробы производится при самой высокой температуре, холодная вода должна вводиться через несколько отдельных маленьких трубочек, подходящих вплотную к самым горячим частям пасадин пробсютборнииа, и выводиться через общее кольцо. 8. КОЛЛЕКТОРЫ ПРОБ ТВЕРДЪ|Х И ЖИДКИХ ЧАСТИП О некоторых коллекторах кратко упоминалось в првдыдушем разделе. Циилонный коллектор, применяемый в пробоотборной системе БИАУ, является высокоэффективной моделью Стейрменд (см. рнс.
У1-16) диаметром 38 мм; он улавливает .все частицы диаметром более 5 мкм. Аналогичная модель, разработанная Уолтером 19011, дает удовлетворительные результаты для частиц диа- 66 метром более 2 мкм. Для максимальной эффективности улавли. аапия в циклопах псобходимо поддерживать очень высокую ско. рость потока (около 8,5 — 17 м/с для модели Стейрменд БИАУ), поэтому необходимо использовать систему взаимозаменяемых сопел, чтобы перекрыть широкую область скоростей газового потока в газоходе. На практике скорость 8,5 м/с, измеренная реометром при комнатной температуре, соответсавует скорости в циклоне !2,3 м/с пря 120'С и 15,7 м/с при 230'С.
Если отбор проб осуществляется при более высоких температурах, измеряемая скорость должна быть с~гижепа, чтобы оставаться в пределах, обеспечивающих эффективную работу циклона. О патронных фильтрах из спеченной бропзы или пержавеюшей стали упоминалось выше (спр. 84). Гильзы патропных фильтров могут изготовляться из алуцда, который выдерживает значительные температуры.
Они монтируются либо внутри газохода, либо в подогреваемой секции спаружи газохода. Как алупдавые, так и фарфоровые фильтроаальиые гильзы отличаются большим сопротивлением газовому потоку и быстро забиваются. До 350'С внутри газохода с успехом применялись рукпвпые фильтры из стеклоткани. Для более холодпых газов начинают примепяться бумажные фильтровальные гильзы; их достоинство состоит ~в одеяократном использовании, и для сбора осажденных частиц можно воспользоваться стандартпыми лабораторными методами. Гутман [328] описал очень хорошо продуманное устройстводля улавливапия пыли с внутренним обогревом и с ткапевыми фильтрами из стекловолокна или хлопка. Устройство может работать при очепь высоких концентрациях пыли и дыма.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
