Очистка газообразных выбросов от аэрозолей (стр. 11 из 12)

Величина h незначительно характеризует качество очистки в интервале высоких степеней очистки (0,98 – 0,99), поэтому в этом случае используют понятие числа единиц переноса:

Из уравнений (2) и (3) величину единиц переноса можно выразить формулой

В логарифмических координатах формула (4) представляет собой прямую линию, тангенсом угла наклона которой к оси абсцисс является c , а величину B находят при пересечении прямой с линией, соответствующей значению K_Т=1,0

Зная N_Ч, удельную энергию K_Т можно определить при помощи графиков, изображенных на рис. 1 (номера линий соответствуют определенной пыли по табл. 1).

Величина K_Т учитывает способ ввода жидкости в аппарат, диаметр капель, вязкость, поверхностное натяжение и другие свойства жидкости.

Технологический расчет мокрых центробежных циклонов и скрубберов

Расчет мокрых центробежных аппаратов заключается в определении их основных размеров, расхода воды, гидравлического сопротивления и эффективности по очистке газа. Диаметр цилиндрической части циклонов и скрубберов рассчитывают по формуле

где V – количество газа, подлежащего очистке при рабочих условиях, м^3/c;

υ – средняя скорость газа в сечении цилиндрической части аппарата, м/с.

Расход воды, необходимой для орошения стенок аппаратов, определяется в зависимости от их диаметра по формуле

Gв=0,14?D, л/с (2)

При таком расходе воды толщина пленки будет не менее 0,3 мм, что исключит разрывы на пути ее движения по стенкам.

Гидравлическое сопротивление циклонов и скрубберов находят по формуле

где р – плотность газа в рабочих условиях, Нсм ,

υ - скорость газа во входном патрубке, м/с;

ξ – коэффициент местного сопротивления аппарата.

Значение коэффициента местного сопротивления циклонов зависит от диаметра:

Диаметр циклона , м . 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6

ξ 3,4 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6

Значение скрубберов типа МП – ВТИ ?=9, а для типа ЧС – ВТИ ?=2,6ч2,8.

Если в формуле (3) принять скорость газа в цилиндрической части корпуса аппарата, то значение коэффициента гидравлического сопротивления следует принимать для циклонов ?=30ч32 ? для скрубберов ?=33,5ч35,2.

Чтобы определить степень очистки газа или воздуха в циклонах и скрубберах, необходимо знать их фракционную эффективность. Для мокрых центробежных циклонов и скрубберов диаметром 1 м, по данным ВТИ, фракционная эффективность в зависимости от скорости витания частиц пыли приведена в табл. 2.

Таблица 2

Фракционная эффективность очистки газа от пыли в мокрых циклонах и скрубберах диаметром 1м, %

Скорость газа во входной патрубке,м/с

Фракционная эффективность при скорости витания частиц, см/с

0 - 0,5

0,5 - 2

2 - 5

5 - 10

10-15

15-20

>20

65,5

75,7

81,5

87,4

85,2

88,2

90,3

91,6

91,5

92,8

93,7

93,2

94,3

95,3

92,7

93,7

94,5

95,5

96,4

95,8

96,7

97,6

98,5

99,5

100

Скорость витания частиц в зависимости от их размера и плотности находят по номограмме. По этим данным общую степень очистки газа определяют по формуле (4).

Для циклонов другого диаметра D м степень очистки газа может быть уточнена по формуле

В некоторых случаях требуется знать конечную температуру газа на выходе из циклона или скруббера. Ее можно определить по эмпирической формуле

где t_ВЫХ- температура газа на выходе из аппарата, С;

t_Н - температура воды, поступающей на орошение, С;

t_К -температура волы на выходе из аппарата, принимаемая на 5 – 10 С меньше температуры мокрого термометра газа, С;

Количество тепла, которое необходимо отнять от газа в процессе его охлаждения и передать жидкости (воде), рассчитывают по формуле

где V₀ - количество сухого газа при нормальных условиях, м?(н)/с;

с – объемная теплоемкость сухого газа при нормальных условиях, Дж/(м?(н)·°C);

f₁ - начальное влагосодержание газа, кг/м?(н);

t₁, t₂- соответственно начальная и конечная температуры газа на выходе в скруббер и на выходе из него, °C.

Пренебрегая теплопотерями в окружающую среду, полезный рабочий объем скруббера рассчитывают по формуле

где k – объемный коэффициент теплопередачи в скруббере, Вт/(м?·°С);

?t – средняя разность температур газа и жидкости, °C.

Зависимость объемного коэффициента теплопередачи от плотности орошения и массовой скорости в скрубберах была получена Г.Ф. Алексеевым и В.А. Оленевым опытным путем при исследованиях охлаждения и очистки доменного газа водой: