Скруббер Дойля

Каплеобразование происходит с боковой поверхности впадины, где наблюдается интенсивное перемешивание. На нижней поверхности впадины перемешивание практически не происходит вследствие торможения газового потока.

В конечном счете, каплеобразование в скруббере ударного действия определяется скоростью газа на выходе из сопла, его диаметром и зазором между кромкой сопла и поверхностью жидкости.

[3]

4. Влияние отдельных факторов на эффективность улавливания пыли в скруббере ударного действия

Работа мокрых пылеуловителей характеризуется такими показателями, как эффективность очистки, скорость газа и производительность аппарата (по газу), гидравлическое сопротивление, расход энергии, расход воды, затраты на газоочистную установку, стоимость очистки газов. [1]

Как известно, принцип работы скруббера ударного действия заключается в следующем: запыленный газовый поток с высокой скорость выходит из сопла, ударяется о свободную поверхность жидкости, изменяет направление движения на 1800, проходит в пространство над жижкостью и выбрасывается в атмосферу.

Осаждение пыли в скруббере ударного действия происходит в результате совместного действия ряда механизмов улавливания, значение которых определяется крупностью частиц. Один из основных механизмов – инерционное осаждение. При изменении направления газового потока частицы пыли под действием сил инерции смещаются с линий тока. Стремясь сохранить первоначальное направление движения, они выпадают из потока, ударяясь о зеркало жидкости и ею удерживаются.

На эффективность инерционного осаждения влияют : скорость газа на выходе из сопла, размер и плотность частиц пыли, плотность газа, диаметр выходного отверстия сопла.

По результатам многих исследователей инерционное осаждение характеризуется критерием подобия – числом Стокса.

, (1)

где - характерная скорость газового потока на выходе из сопла, м/с;

- диаметр частицы, м;

- плотность частицы, кг/м3;

- динамический коэффициент вязкости газа, кг/(мс)

DC – диаметр отверстия сопла, м.

Минимальный диаметр частиц, которые не улавливаются при инерционном осаждении, составляет менее 1 мкм.

В месте удара газового потока о свободную поверхность жидкости создается турбулентный слой. Степень турбулизации слоя зависит от скорости газа на выходе из сопла. Жидкость и газ находятся в состоянии интенсивного перемешивания. Над бурлящей поверхностью жидкости находится область капель с частицами пыли, не уловленными при инерционном ударе. Основной характеристикой данного механизма является число Рейнольдса.

, (2)

где - плотность газа, кг/м3.

Коэффициент улавливания может быть выражен в функции безразмерных параметров (критериев):

. (3)

Эффективность улавливания увеличивается с ростом числа St. С увеличением Re, характеризующего степень турбулизации газового потока, эффективность улавливания возрастает.

Увеличение скорости газа на выходе из сопла повышает эффективность осаждения (соответственно уменьшает остаточную запыленность), поскольку при это повышается и инерционный параметр St, и параметр режима движения Re.

С ростом скорости газа на выходе из сопла увеличивается гадравлическое сопротивление аппарата и энергозатраты на очистку газа.

Мельчайште частицы пыли (менее 0,2 мкм) могут улавливаться в результате молекулярной диффузии (броуновского движения). Такие частицы могут улавливаться жидкостью на всем пути потока. Эффект улавливания благодаря этому механизму уменьшается с повышением скорости потока и увеличением размера частиц пыли.

На эффективность улавливания скруббера ударного действия влияют также форма сопла, в котором идет ускорение газового потока и частиц пыли, и зазор между кромкой сопла и зеркалом жидкости. [2]

Для увеличения эффективности улавливания пыли в существующих аппаратах целесообразно усилить смачиваемую способность орошающей воды. Смачивающая способность воды может быть увеличена засчет прибавления к ней поверхностно-активных веществ (ПАВ), оптимальная концентрация которых обычно составляет 0,1 – 0,2%. Несмотря на вполне положительные результаты, полученные при испытании смачивателей, указывающие на то, что их добавки к воде при соблюдении оптимальных условий снижают остаточную запыленность, все же в большинстве случаев не удается достичь ожидаемой степени пылеулавливания.

Эффективность пылеулавливающего действия растворов ПАВ в слабой степени зависит от минералогического состава пыли (независимо от их смачиваемости в статистических условиях), так же как и от дисперсности, включая и высокодисперсную фракцию в 5 мкм и ниже, которая, однако, улавливается значительно хуже других.

Для правильного решения вопроса по увеличению к.п.д. (степени очистки газов) мокрых пылеуловителей необходимо выявить причины недостаточной эффективности контакта частиц пыли с жидкостью при прохождении пылегазового потока в аппарате.

Исследованиями по улавливанию гидрофобной и гидрофильной пыли с помощью жидкости (воды и растворов ПАВ) установлено, что заметное влияние плохой смачиваемости пыли на эффективность ее влияния сказывается лишь на частицы размером <5 мкм, а для частиц пыли крупностью >5 мкм смачиваемость значения не имеет.

Эффективность работы мокрых пылеуловителей зависит также от влажности очищаемых газов. Находящаяся в газах влага адсорбируется на поверхности частиц, образуя слой жидкости, и проникает внутрь пылевой частицы. При этов взвешенная в газе частица укрупняется и утяжеляется, что облегчает ее последующее осаждение в аппарате.

При наличии в газах взвешенных частиц происходит конденсация водяных паров в объеме. Необходимым условием конденсации в объеме является пересыщение пара, т.е. конденсация начинается при определенном критическом пересыщении.

В перенасыщенном водяными парами воздухе пылевые частицы при объемной конденсации значительно утяжеляются, происходит конденсационный рост частиц, так как они являются ядрами конденсации.

Перенасыщение воздуха водяными парами осуществляется в основном засчет охлаждения насыщенного водяными парами воздуха или засчет ввода пара в уже насыщенный водяными парами воздух.

Основными направлениями по увеличению степени очистки газов и воздуха надо считать:

- повышение тонкости распыления жидкости и увеличение количества капель в контактных устройствах аппаратов мокрого пылеулавливания;

 Скачать реферат