Осаждение взвешенных частиц из газовой струи
Подобное осаждение взвешенных частиц наблюдается главным образом в мокрых пылеуловителях, в которых устанавливаются контактные или опорные тарелки или решетки (тарельчатые аппараты, насадочные скрубберы, скрубберы с подвижной насадкой и др.). Здесь необходимо выделить два случая осаждения: инерционное осаждение на поверхности тарелки (решетки) за счет перемены направлений газовых струй при их прохождении через отверстия в тарелке (решетке) и инерционное осаждение при входе газового потока в газожидкостный (пенный) слой на тарелке (решетке). Рассмотрим оба случая в порядке последовательности прохождения тарелки запыленным газовым потоком.
Для ориентировочной оценки эффективности осаждения частиц пыли на поверхности тарелки можно воспользоваться данными исследований по забору проб аэрозолей, рассматривая каждое отверстие в тарелке как отверстие в заборной трубке с толстыми стенками. В этом случае скорость отбора газа превышает скорость газового потока до тарелки в l/s0 раз (s0 - свободное сечение тарелки, м2/м2) и для тарелки со свободным сечением s0<0,25 м2/м2 можно воспользоваться формулами, которые применимы при средней скорости газов в дырчатом отверстии ( - скорость газов в отверстии; м/с; - скорость газов в свободном сечении аппарата перед тарелкой, м/с) и средней скорости газов в щели ( - скорость газов в щели, м/с).
Коэффициент проскока частиц при прохождении круглых отверстий описывается уравнениями
где - начальная концентрация частиц в газовом потоке, 1/м3; - концентрация частиц, прошедших через отверстие, 1/м3; - объемный расход засасываемых через отверстие газов, м3/с; -скорость осаждения частиц, м/с.
Для отверстия в тарелке
где d0- диаметр отверстия, м.
При отсутствии осаждения частиц под действием внешней силы, т. е. при = 0
На рис. 4.5 (кривая 1) приведена зависимость от dчдля дырчатой тарелки с параметрами: d0 = 6 мм; s0 = 0,17 м2/м2 при = 18∙10-6 Па∙с (воздух при нормальных условиях); = 4000 кг/м3 и = 2 м/с. Как видно из графика, концентрация частиц в отверстии по сравнению с газовым потоком значительно снижается для частиц размером более 5 мкм.
Для щелевой тарелки воспользуемся другими формулами:
где - объемный расход засасываемых газов на единицу длины щели, м3/(с∙м).
рассчитывается по формуле
где - ширина щели, м.
Подставляя из (4.31) в (4.30) при = 0, при условии, что dэ = 2b, получим:
Зависимость от dчдля щелевой тарелки с параметрами b= 4 мм и s0 = 0,17 м2/м2 для аналогичных условий приведена на рис. 4.5 (кривая 2). Как видно из графика, и в этом случае концентрация частиц в отверстии значительно снижается, когда размер частиц >5 мкм.
Рисунок4.5 - Коэффициент проскока при прохождении тарелки запыленным газовым потоком:1 - дырчатая тарелка; 2 - щелевая тарелка.
Таким образом, эффективность улавливания в подтарельчатой зоне может влиять на общую эффективность только при улавливании частиц крупнее 5 мкм и достигает значительной величины уже при dч>10 мкм.
Рисунок 4.6 - Эффективность осаждения частиц при входе газов в слой пены на тарелке.
Рассмотрим теперь инерционное осаждение частиц при входе запыленного газового потока в слой пены на тарелке. В этом случае струи газов, сформировавшиеся в отверстиях (щелях) тарелок, с относительно высокой скоростью проникают в слой жидкости на тарелке, образуя газовые пузырьки, диаметр которых dп несколько больше диаметра отверстий и ширины щели. При на бегании газовых струй на поверхность пузырька за счет сил инерции происходит интенсивное осаждение частиц пыли на поверхности пленки, аналогичное осаждению частиц в щелевых приборах.
Эффективность подобного вида осаждения (иногда называемого «механизмом удара»), как и любого другого инерционного осаждения, определяется критерием Стокса.
Эффективность осаждения рассматривалась в зависимости от , причем эффективность при круглых (дырчатых) отверстиях размером d0была примерно в 1,5 раза больше, чем у щелевых шириной b = d0. Очевидно, это указывает на идентичность обеих зависимостей при условии, что в критерия в качестве линейного параметра входит эквивалентный диаметр отверстия dэ, равный d0(при дырчатых отверстиях) и b(при щелевых). Величина представляет собой истинную скорость газов в отверстиях.
На рис. 4.6 приведена кривая, характеризующая зависимость от , пересчитанная на значения критерия Stk, при =dэ. Как видно из рисунка, при критерии Stkкр, равном 0,049, =0, а при значении Stkкр, равном 0,32, =l.
Можно также использовать другое выражение для расчета эффективности осаждения взвешенных частиц в момент образования пузырьков:
где - высота исходного слоя жидкости на тарелке, м; - высота слоя пены, м.
Отношение / находится в пределах от 0,35 до 0,65.
Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 1082;