|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Принцип работы мокрых золоуловителей
Мокрые пылеуловители просты в изготовлении и обслуживании и требуют небольших капитальных и эксплутационных затрат. Важным преимуществом мокрого способа очистки перед сухим является высокая эффективность очистки и компактность аппаратов. Мокрое золоулавливание может быть осуществлено различными методами: а) путем впрыскивания соплами и брызгалами воды в поток дымовых газов (капельное улавливание); б) каскадным орошением; в) посредством смачиваемых золоулавливающих поверхностей (пленочная сепарация). Во многих золоуловителях используется для выделения частиц принцип силы инерции. В сухих золоуловителях пылинки, коснувшись стенки, могут быть снова унесены потоком газов. В мокрых золоуловителях благодаря наличию водяной пленки на стенках это невозможно. При охлаждении газов ниже точки росы может произойти конденсация паров воды на уносе, утяжеление его, а следовательно, и улучшение сепарации. Однако практически дымовые газы не охлаждаются ниже температуры точки росы. Снижение температуры газов в мокрых золоуловителях приводит к снижению мощности, затрачиваемой дымососом ввиду уменьшения объемов газов. Широкому применению мокрых золоуловителей отчасти препятствует коррозия аппаратуры, особенно усиливающаяся при высоком содержании серы в угле. На летучей золе канско-ачинских углей мокрые золоуловители также
е = f (m× u) / (k× dk),
где m – масса частицы; и – скорость частицы по отношению к капле; k – параметр сопротивления среды движения частицы, зависящий от типа объема; dк – диаметр капли. Вероятность осаждения частицы на капле под действием сил инерции возрастает с увеличением массы частицы и ростом скорости ее движения по отношению к капле и уменьшается с увеличением диаметра капли сопротивления среды. Для шарообразных частиц в пределах действия закона Стокса:
Здесь Stk – критерий Стокса, характеризующий влияние физических свойств пыли и газа; d – диаметр частицы; rп – плотность вещества частицы; mг – динамическая вязкость газа. Таким образом, e = f( Stk ). Анализ формул позволяет сказать, что под действием сил инерции эффективно осаждаются на каплях только частицы пыли диаметром более одного микрона. Мелкие частицы (менее одного микрона) практически не осаждаются на каплях под действием сил инерции. Однако эти мельчайшие частицы могут осаждаться на капле под действием теплового (броуновского) движения газовых молекул. Эффективность осаждения частиц на каплях при этом возрастает с увеличением продолжительности контакта газа с жидкостью, то есть с понижением скорости газа и с увеличением поверхности контакта. В газовом потоке, движущемся с высокой скоростью (50 м/с и более) и с высокой степенью турбулентности, возникает турбулентная диффузия. Из-за интенсивного движения частиц может происходить их соударение с каплями воды. этот принцип используется в скоростном пылеуловителе. Высокодисперсные частицы промышленной пыли несут в себе некоторый электрический заряд, полученный ими в момент образования или в результате трения при движении через газовую среду. Это может привести к осаждению частиц на каплях. В этом случае электростатические силы действуют лишь при близких расстояниях между частицами и каплями и при малых скоростях газового потока. И, наконец, влияет поляризационная (направленная) диффузия.
наиболее эффективными процессами, является осаждение под действием сил инерции и теплового (броуновского) движения. Далее рассмотрим некоторые конструкции, использующие мокрый способ золоулавливания. Скруббер Вентури
На рис. 1.11 изображен «Скруббер-Вентури», впервые испытанный в 1947 году. Принцип его работы следующий. В горловину сопла Вентури впрыскивается вода под давлением 0, 3–1, 0 атм. Газы движутся с большой скоростью. Капли воды, попадая в быстро движущийся поток газов, разбиваются на мелкие брызги. Получающийся таким путем вторичный аэрозоль по среднему диаметру частиц приближается к размеру мелких фракций. Таким путем легко получить частицы средним диаметром 30-40 микрон. В расширяющейся части сопла Вентури происходит коагуляция частиц. Укрупненные частицы затем улавливаются в циклоне. Скорость газов в горловине 70-120 м/с. Создание вторичного водяного тумана в самой горловине обеспечивает высокую эффективность коагуляции частиц размером свыше Аппарат этой конструкции, работающий на очистке газов мартеновской печи от паров и окислов железа, имел коэффициент обеспыливания 98-99 %. При очистке доменного газа от частиц размером от 1 до 20 микрон был достигнут коэффициент обеспыливания от 99, 9 до 99, 99 %. При этом расход энергии на преодоление сопротивления аппарата составлял 1, 3 кВт× ч. на 100 м3 очищаемого газа. Основной недостаток этой конструкции, препятствующий внедрению ее в энергетические установки, - высокое сопротивление, превышающее 3500 Па. В России внедрение аппаратов «Вентури-Скруббера» началось сравнительно недавно главным образом в металлургической промышленности - для очистки доменного газа, улавливания свинцовой пыли и др. Проведены не только стендовые, но и промышленные испытания этих установок. теоретической работой, а также внедрением этих аппаратов в промышленность в основном занимаются московские институты НИИОГАЗ, «Гипрогазоочистка», «Гинцветмет», УНИИХИМ, НИУИФ и др. Поскольку доменные печи работают с избыточным давлением, это давление и используется в газоочистительном аппарате. Такие установки имеются, например, на Константиновском металлургическом заводе, Магнитогорском металлургическом комбинате и др. Результаты испытания турбулентного газопромывателя на Магнитогорском металлургическом комбинате показали, что удельный расход воды составил 1, 23–3, 69 л/м3, скорость в горловине достигла 86, 5–138 м/с, потеря давления 95–200 кПа. Такое высокое сопротивление аппаратов можно объяснить наличием избыточного давления. В Чимкенте для улавливания свинцовой пыли установлен скоростной пылеуловитель, спроектированный Гинцветметом. Установка обеспечивает улавливание 96-97 % мелкой свинцовой пыли. Недостатки этих установок те же, что и у аппаратов «Скруббер-Вентури» - высокое сопротивление.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА
Расчет скруббера Вентури производится по следующей схеме:
1. Определяем гидравлическое сопротивление сухой трубы Вентури, (Н/м2) Δ ρ с = (ζ с * Wг2 * ρ г) / 2 Где ζ с – коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Вентури; Wг – скорость газа в горловине; ρ г – плотность газа;
2. Рассчитаем гидравлическое сопротивление, обусловленное введением орошаемой жидкости (Н/м2) Δ ρ ж = (ζ ж * Wг2 * ρ г * m) / 2 Где ζ ж – коэффициент гидравлического сопротивление трубы, обусловленный вводом жидкости
ζ ж = 0, 63 * ζ с * ((Мж/Мг) * (ρ г/ρ ж))-0, 3
m – удельный расход жидкости; ρ ж – плотность жидкости; Wг – скорость газа в горловине;
3. Находим гидравлическое сопротивление трубы Вентури Δ ρ = Δ ρ с + Δ ρ ж Где Δ ρ с - гидравлическое сопротивление сухой трубы Вентури; Δ ρ ж - гидравлическое сопротивление, обусловленное введением орошаемой жидкости.
4. Находим суммарную энергию сопротивления Кт, Па
Vж = Мж/ρ ж Vг = Мг/ρ г Где Δ ρ - гидравлическое сопротивление трубы Вентури; Δ ρ ж - гидравлическое сопротивление, обусловленное введением орошаемой жидкости; Мж – расход орошаемой жидкости; Мг – массовый расход газа; ρ г – плотность газа; ρ ж – плотность жидкости. 5. Определяем эффективность скруббера Вентури ή = 1 – е -В * Ктn где В и n указаны в исходных данных; Кт - суммарная энергия сопротивления. 6. Необходимо сравнить эффективность скруббера Вентури, полученная в результате расчетов (величина
Исходные данные для расчета
Контрольные вопросы
ЗАДАНИЕ 4 Расчет электрофильтров ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-24; Просмотров: 2066; Нарушение авторского права страницы
Частицы пыли осаждаются на каплях жидкости под действием многих факторов. Сущность инерционного осаждения частиц заключается в том, что, при обтекании запыленным газовым потоком шарообразной капли, траектории движения материальных частиц и газового потока разделяются при подходе к капле. Более крупные частицы под действием сил инерции сходят с линии тока и, достигая поверхности капли, осаждаются на ней. Мелкие частицы не обладают достаточной кинетической энергией для преодоления сопротивления газа и, следуя по линии тока, огибают каплю и уносятся газовым потоком. Если на шарообразной капле будут осаждены все частицы, которые на достаточно большом расстоянии от нее находятся внутри цилиндрического объема газа с диаметром d, то эффективность осаждения е пропорциональна отношению: 
При промывке горючих запыленных газов с высоким начальным содержанием водяных паров холодной жидкостью происходят следующие явления. Во-первых, охлаждение газового потока вызывает конденсацию водяных паров на частицах летучей золы, что облегчает их улавливание. Во-вторых, водяные пары могут конденсироваться и на поверхности холодных капель. Движение молекул пара к каплям способствует перемещению к ним частиц пыли. Это и есть поляризационная диффузия.
), с проектной эффективностью, и сделать вывод, обеспечивает он или нет очистку газов от пыли с необходимой эффективностью.