Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Полный расчет пока не проведен. Ллонсо и Страус (расчеты ие опубликованы) сделали попытку аналитически определить воздействие различных факторов на работу одноступенчатого скруббера. Для этого они рассматривали взаимодействие между материалом частиц, капельками жидкости и поверхностной пленкой стенки в простом цилиндрическом скрубСере с вертикальной осью.
При разработке математической модели было принято, что направление потока является ассиметричным, колебания осевой скорости в радиальном направлении незначительны и могут быть представлены усредненным значением; осевая дисперсия и диффузия, являющиеся следствием градиента концентрации, учитываются в виде соответствующих дифференциальных членов; радиальная диффузия и перенос капель жидкости выражаются в виде транспортных уравнений и эмпирических корреляций, в то время как коэффициенты пленочного переноса используются для описания процесса переноса. Уравнения материального баланса были выражены в безразмерной форме, что соответствует массопередаче от капель жидко- сти к газам, и решены аналитически.
Кроме того, были приняты следующие упрощения: а) ~е принималось во внимание испарения капель жидкости и захват капель стенками цилиндра; б) не учитывалось испарение капель, однако взаимодействие капель со стенками, которое условно считали соответствуюшим соотношению, пречложепному Александером и Колдреном [8), при анализе принимали во внимание; в) учитывалось испарение капель по методу Сьенитцера [778) и Фрссслипга [2Щ а также взаимодействие между каплями и стенками (см.
б). В решении полученных уравнений использовали также распределение твердых частиц и капель по размерам, предложенное Хржианом и Мазином [8721 М(г) = Аг'и-"! гле ! — радиус капель или частиц; А, а — константы. Полученные уравнения чрезвычайно сложны и здесь не приводятся. На основании работы Сьенитцера можно показать, что тепло для испарения капель почти во всем объеме скруббера поступает от газов, а не вследствие теплового излучения стенок, тепла воды или друггтй жидкости, расходуемой па орошение.
Программа экспериментальных исследований, принятая авторами [826), позволит определить коэффициенты массоперепоса и вывести эмпирические корреляции, выраженные через расходные параметры, что обеспечит сравпителыю простое решение. Ооа ф 4аа а; гпа ф 2 по ч ~~ ма оп и ОО Оа ,Я па ОО и м сь ьс епатпогег - ' ' ООМ'га' ' ' "Оп!пол аделтя «аллана и етггррагтия, с Рис. !Х-4. Отношение между диаметром водяной капли н временем, необходимым для полного испарения [8828 ! — Л! 99'С; 2 — 260'С; 5 — агс'С (сало!лиыс л!шии — итлсиа» относительная скорость, итиктиркыа линии — коисчиа» скорость). 398 Рнс. 1Х-б.
Оптимальный размер капель г лля улавливания путем инерционного г столкновения в центробежном скруббе- 1й ре с разбрызгиванием [4Щ: Ран т — час гиии размером З мкм; р — то же, З чкм; 3 — то же, 4 мим; Ь вЂ” то же, С,З мкм: и, 3 Ь вЂ” то же. 6,2 мкм. ь р,г 1 4 Интенсивность испарения ка- 4,с$ пель чистой воды, перемешаю- о) про шихся с конечной скоростью,— а рг 5 что является логичным исходным ГРедположением,— может быть дар 6 /В г ..
г ФР. ЕЖА установлена по графикам, со- дааь<стп-и:ьмль тчзт< ставленным Маршаллом [551, 5521, один из них представлен на рпс. 1Х-4. Маршалл попытался также описать комплокопую проблему испарения капель, содержащих некоторое количество растворенных твердых веществ, как результат части своих исследований в области сушки расплавлением, поэтому в случае необходимости для проведения детальных расчетов следует обратиться к монографии [5511. Колденса<4ия на поверхности капель Данная проблема рассмотрена на стр. 414 сл. 2. ЦЕНТРОГ>Е1КНЪ|Е СКРУББЕРЫ С РАЗБРЫЗГИВАНИЕ<<4 Эффективность улавливания частиц, по размеру, меньших, чем частицы, улавливаемые в простом башенном скруббере с раабрыз<ч~ванием, может быть повышена путем увеличения относительной скорости капель жидкости и потока дымовых газов.
Воздействие на капли жидкости возрастает при использовании центробежной силы вращающейся струи газов в отличие от гравитационных сил, действующих в простом скруббере. Например, когда гааы движутся с тангепциальной скоростью 17,5 м/с в радиусе 0,3 м, центробежная сила составляет !00 гс (980 Н). Джонстоуи и Робертс [405] рассчитали эффективность улавливания твердых частиц каплями различных размеров под влиянием силы, равной 980 Н, путем иперцп<пщого столкновения (рис.
1Х-5). Приведенные кривые свидетельствуют о том, что наиболее эффективно улавливание капель размером около 100 мкм; капли большего раамера ухудшают процесс инерционного столкновения, в то время как капли меныпего размера уносятся потоком газов. Кривые показывают также увеличение эффективности центробеж<кгго скруббера по сравнению со скруббером гравитационного орошения особенно для улавливания частиц размером от 1 до 10 мкм. Улавливание частиц путем диффузии не очень эффективно за ис- 399 ТАБЛИЦА 1Х-Л Рабочие характеристики циклонного скрцббсра с розбрыэгиаанисм 1447) (модель Пиза — Энтони) Оачаржаииа пыли, г/ма Пыль илн атман ообралиые веоСаст ва Раамвр чвстиа, мкм нв входе Источник галов вв выхода 0,04 — 0,1 88 — 98,8 0,07 — 0,18 99 )2,5 1,1 — 5,8 Дымовые газы котла Летучая зола (измельченный уголь) Железнорудный кокс 0.5 — 20 6,7 — 53, Доменная (чугун) Печь для обжига извести шлам сырье Отражательная печь для получения свинца Врашаюшаяся су- шилка пе чь Известь 14звесть Свинец 97 99 95 — 98 17,2 Ю,5 1,1 — 4,5 1 — 25 2 — 40 0,5 — 2+ 0,56 О,!8 0,05 — 0,09 Нитрат аммо- ния Крупные нестойкие агломераты Туманы Суперфосфатная камера и смеси- тель Барбатер Соединения фтора 97,8 0,007 Касторовое масло Туманы 0.006 78 0,0013 400 ключснисм частиц размером менее 0,01 мкм.
Промышленные центробежные скрубберы с разбрызгиванием имеют рабочий к. п.д. 07с/о и выше для частиц крупнее 2 мкм. В табл. 1Х-1 представлены основные рабочие характеристики с срубберов. Существует два варианта центробежных скрубберов промышленного типа с разбрызгиванием. В первом нз них вращательное двпжснпс потока газов создается в результате нх впуска по касательной со скоростью от 16 до 60 м/с. Жидкость поступает в скруббер в направлении от разбрызгнвзющих устройств, установленных в центральной трубе 1447! (рис.
1Х-6,а). Во второй конструкции (рнс. 1Х-б,б) вращательное движение придается потоку газов с полющыо неподвижного направляющего аппарата, з орошающая жидкость поступает в камеру в направлении низа из единственной форсунки, расположенной в центре. Обе конструкции установки позволяют пропускать от 860 до 68000 м'/ч. Име>отея также два горизонтальных промышленных центробежных скруббера с разбрызгиванием, Особенность их конструкции заключается в сужении канала, через который поступает газ. Здесь жс установлен обтекатель, который сообщает газам дополннтечьное завихрение после их впуска в камеру по касательной.
Один из скрубберов — лг-образный золоуловитель Дэвидсона типа «Сирокко» [2021 представлен на рис. 1Х-7, его производительность 15000 мз!ч, перепад давления 1,9 кПа, давление воды на соплах 280 кПа, циркуляция воды 0,85 л/с. На рис. 1Х-7 показана также эффективность установки по улавливанию различных фракций.
Лналогичен этому золоуловителю циклонный мокрый скруббер Вентури типа <Картер — Дэй», в котором вместо сужения канала эффект Вентури создается толстыми составными изогнутыми лопаткамн. По габаритам эти установки, как правило, крупнее золоуловителей Дэвидсона. Третий тнп центробежного скруббера, не запушенный в промышленное производство, в последнее время всесторонне испытывается Фэрстом и др.[2591.
В принципе этот скруббер представляет собой обычный циклон, однако впуск газов в нем осуществляется у основания цилиндрической части, а направление разбрызгивания перпендикулярно потоку газов. Наиболее эффективной оказалась подача водяных струй под высоким давлением из центробежной форсунки, что позволило достичь 90о1~ эффективности улавливания частиц талька размером в микронах. В другом случае испытания проводились на аналогичной установке [657), где при удалении пыли, состоящей в основном (85$>) из крупных частиц (более 10 мкм), была достигнута производи- ~='ьк Рис. 1Х-6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
