WikiDer > Сбор частиц в мокрых скрубберах

Particle collection in wet scrubbers

Сбор частиц в мокрых скрубберах захват относительно небольшой пыль частицы с мокрый скруббербольшие капли жидкости. В большинстве систем мокрой очистки производимые капли обычно имеют размер более 50 микрометров (в диапазоне от 150 до 500 микрометров). Для сравнения: человеческие волосы имеют диаметр от 50 до 100 микрометров. В гранулометрический состав частиц собираемые данные зависят от источника.
Например, частицы, полученные механическим путем (дробление или измельчение), имеют тенденцию быть большими (более 10 микрометров); тогда как частицы, образующиеся в результате сгорания или химической реакции, будут иметь значительную часть мелких (менее 5 микрометров) и субмикронных частиц.

Наиболее критичным размером являются частицы размером от 0,1 до 0,5 микрометра, поскольку их труднее всего собрать мокрыми скрубберами.

Производство капель

Капельки производятся несколькими способами:

  1. Впрыск жидкости под высоким давлением через специально разработанный насадки
  2. Всасывание газового потока, содержащего частицы, через резервуар с жидкостью
  3. Погружение в кружение ротор в жидкой лужи.

Эти капли собирают частицы с помощью одного или нескольких из нескольких механизмов сбора, таких как удар, прямой перехват, распространение, электростатическое притяжение, конденсация, центробежная сила и сила тяжести. Однако столкновение и распространение являются основными.

Удар

Рисунок 1 - поражение

В системе мокрой очистки частицы пыли будут следовать за линиями тока выхлопной поток. Однако, когда капли жидкости попадают в поток выхлопных газов, частицы не всегда могут следовать этим линиям тока, поскольку они расходятся вокруг капли (рис. 1). Масса частицы заставляет ее оторваться от линий тока и столкнуться с каплей.

Удар увеличивается по мере увеличения диаметра частицы и увеличения относительной скорости между частицей и каплями. По мере того, как частицы становятся больше, они с меньшей вероятностью будут следовать за линиями тока газа вокруг капель. Кроме того, поскольку частицы движутся быстрее относительно жидкой капли, существует большая вероятность того, что частица ударится о каплю. Удар является преобладающим механизмом сбора для скрубберов, в которых скорость газового потока превышает 0,3 м / с (1 фут / с) (Перри 1973).

Наиболее скрубберы работают со скоростью потока газа значительно выше 0,3 м / с. Следовательно, при этих скоростях частицы, имеющие диаметр более 1,0 мкм, собираются этим механизмом. Воздействие также увеличивается по мере уменьшения размера капли жидкости, поскольку присутствие большего количества капель в сосуде увеличивает вероятность того, что частицы будут сталкиваться с каплями.

Распространение

фигура 2 - Распространение

Очень мелкие частицы (менее 0,1 мкм в диаметре) испытывают случайное движение в выхлопном потоке. Эти частицы настолько крошечные, что молекулы газа сталкиваются с ними при движении в потоке выхлопных газов. Этот толчок или бомбардировка заставляет их сначала двигаться в одну сторону, а затем в другую случайным образом или размытый, через газ. Это нерегулярное движение может вызвать столкновение частиц с каплей и их сбор (рис. 2). По этой причине диффузия является основным механизмом улавливания в мокрых скрубберах частиц размером менее 0,1 мкм.

Скорость диффузии зависит от следующего:

  1. Относительная скорость между частицей и каплей
  2. Диаметр частицы
  3. Диаметр капли жидкости.

Как для удара, так и для диффузии эффективность сбора увеличивается с увеличением относительной скорости (входное давление жидкости или газа) и уменьшением размера жидких капель.

Рисунок 3 - Гипотетическая кривая, иллюстрирующая взаимосвязь между размером частиц и эффективностью улавливания для типичного мокрого скруббера

Однако сбор за счет диффузии увеличивается по мере уменьшения размера частиц. Этот механизм позволяет некоторым скрубберам эффективно удалять очень мелкие частицы (менее 0,1 мкм).

В диапазоне размеров частиц приблизительно от 0,1 до 1,0 мкм ни один из этих двух механизмов сбора (столкновение или диффузия) не доминирует. Эта взаимосвязь проиллюстрирована на рисунке 3.

Другие механизмы сбора

В последние годы некоторые производители скрубберов использовали другие механизмы сбора, такие как электростатическое притяжение и конденсация для улучшения сбора частиц без увеличения энергопотребления.

В электростатическое притяжение, частицы захватываются путем наведения на них заряда. Затем заряженные частицы либо притягиваются друг к другу, образуя более крупные частицы, которые легче собирать, либо собираются на поверхности.

Конденсация Наличие водяного пара на частицах способствует их улавливанию за счет увеличения массы частиц. Другие механизмы, такие как сила тяжести, центробежная сила, и прямой перехват немного влияет на сбор частиц. [1]

Список используемой литературы

  • Бетеа Р. М. 1978. Технология контроля загрязнения воздуха. Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд.
  • Национальная ассоциация асфальтовых покрытий. 1978. Техническое обслуживание и эксплуатация выхлопных систем на заводе по производству горячей смеси. 2-е изд. Информационная серия 52.
  • Перри, Дж. Х. (ред.). 1973. Справочник инженеров-химиков. 5-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
  • Ричардс, Дж. Р. 1995. Контроль за выбросами твердых частиц (курс APTI 413). Агентство по охране окружающей среды США.
  • Ричардс, Дж. Р. 1995. Контроль газовых выбросов. (Курс APTI 415). Агентство по охране окружающей среды США.
  • Schifftner, K. C. 1979, апрель. Эксплуатация и техническое обслуживание скруббера Вентури. Документ представлен в Информационном центре экологических исследований Агентства по охране окружающей среды США. Атланта, Джорджия.
  • Семрау, К. Т. 1977. Практическое проектирование процесса скрубберов твердых частиц. Химическая инженерия. 84: 87-91.
  • Агентство по охране окружающей среды США. 1982, сентябрь. Методы контроля выбросов твердых частиц из стационарных источников. Vol. 1. EPA 450 / 3-81-005a.
  • Вексельблатт, П. М. 1975. Мокрые скрубберы (твердые частицы). В Ф. Л. Кросс и Х. Э. Хескет (ред.), Справочник по эксплуатации и техническому обслуживанию оборудования для контроля загрязнения воздуха. Вестпорт: Техномик Паблишинг.

использованная литература

  1. ^ Учебный институт Агентства по охране окружающей среды США по вопросам загрязнения воздуха разработан в сотрудничестве с Инженерным колледжем Государственного университета Северной Каролины (NCSU)

внешние ссылки