Исследование процессов в вихревых скрубберах и разработка инженерных методов расчета

• Автор: Апарушкина, Маргарита Алексеевна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор и анализ аппаратов, применяемых для мокрой очистки газов, их классификация и методы расчета

1.1 Классификация аппаратов, применяемых для мокрой очистки газов

1.2 Конструкционные особенности аппаратов для мокрой очистки газов и методы их расчета
Глава 2. Анализ основных механизмов осаждения пыли на каплях жидкости и разработка математического описания гидродинамики в вихревом центробежном аппарате.

2.1 Дисперсность капель распыляемой жидкости

2.2 Механизмы осаждения пыли на каплях жидкости

2.3 Математическое описание движения газов в аппарате Глава 3. Математическое описание процессов улавливания частиц пыли, тепло и массообмена в вихревом центробежном скруббере

3.1 Анализ эффективности полого форсуночного скруббера

3.2 Математическое описание процесса улавливания частиц пыли в вихревом центробежном скруббере
3.3 Разработка физической модели и математического описания процесса тепло и масссообмена в вихревых многофункциональных скрубберах
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований и аппаратурное оформление вихревого центробежного скруббера
4.1 Аппаратурное оформление вихревого центробежного скруббера
Описание стенда для проведения экспериментальных ис
4.2 следований
Определение гидродинамических характеристик полей
4.3 скоростей и статического давления аппарата и их анализ
Экспериментальное исследование процессов тепло и мас
4.4 сообмена
Инженерный метод расчета вихревых скрубберов для ути
4.5 лизации теплоты и очистки теплотехнологических выбросов
Основные результаты и выводы
Литература


Однако мокрые пылеуловители обладают рядом недостатков, ограничивающих область их применения: образование в процессе очистки шлама, что требует специальных систем для его переработки; вынос влаги в атмосферу и образование отложений в отводящих газоходах при охлаждении газов до температуры точки росы; необходимость создания оборотных систем подачи воды в пылеуловитель. Кроме того, в случае очистки агрессивных газов аппаратуру и коммуникации необходимо защищать антикоррозионными материалами. Процесс мокрого пылеулавливания основан на контакте запыленного газового потока с жидкостью, которая захватывает взвешенные частицы и уносит их из аппарата в виде шлама. Метод мокрой очистки газов от пыли считается достаточно простым и в то же время весьма эффективным способом обеспыливания [1]. Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность либо капель жидкости, либо пленки жидкости. Осаждение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инерции и броуновского движения. Силы инерции действуют на частицы пыли и капли жидкости при их сближении. Эти силы зависят от массы капель и частиц, а также от скорости их движения. Частицы пыли малого размера (менее 1 мкм) не обладают достаточной кинетической энергией и при сближении обычно огибают капли и не улавливаются жидкостью. Броуновское движение характерно для частиц малого размера. Для достижения высокой эффективности очистки газа от частиц примесей за счет броуновского движения необходимо уменьшить скорость движения газового потока в аппарате. Кроме этого на процесс осаждения, влияют: турбулентная диффузия, взаимодействие электрически заряженных частиц, процессы конденсации, испарения и др. Во всех случаях очистки газа в мокрых пылеуловителях важным фактором является смачиваемость частиц жидкостью (чем лучше смачиваемость, тем эффективнее процесс очистки). По затратам энергии мокрые пылеуловители можно подразделить на низконапорные, средненапорные и высоконапорные. К низконапорным аппаратам относятся пылеуловители, гидравлическое сопротивление которых не превышает Па (полые газопромыватели, мокрые аппараты центробежного действия). К средненапорным относятся аппараты с гидравлическим сопротивлением от до Па (насадочные скрубберы, тарельчатые газопромыватели, газопромыватели с подвижной насадкой). К высоконапорным аппаратам относятся пылеуловители, гидравлическое сопротивление которых выше Па (аппараты ударно-инерционного действия, механические и скоростные газопромыватели). Так как основным недостатком мокрых способов обезвреживания является необходимость обработки загрязненных стоков, образовавшихся в процессе очистки газов, то предпочительными являются способы с минимальным водопогреблением. Необходимо учитывать растворимость, возможность образования взрывоопасных, коррозионно-активных веществ и вторичных загрязнителей, коррозионную активность компонентов загрязнителя и газа-носителя. Для твердых загрязнителей важны также смачиваемость, схваты-ваемость, слипасмость, для жидких - смачиваемость, плотность, параметры фазовых переходов. Степень очистки газовых выбросов в мокрых скрубберах наиболее надёжно может быть найдена только на основе эмпирических сведений по конкретным конструкциям аппаратов. Методы расчетов, нашедшие применение в практике проектирования, основаны на допущении- о возможности линейной аппроксимации зависимости степени очистки от диаметра частиц в вероятностно-логарифмической системе координат. Расчеты по вероятностному методу выполняются по той же схеме, что и для аппаратов сухой очистки газов, но имеют еще меньшую сходимость. Использование метода диаметра отсекания для предсказания рабочих характеристик скруббера основано на представлении о том, что единственным и наиболее важным параметром, определяющим и трудность удаления частиц из газа и рабочие характеристики скруббера, является диаметр частиц, эффективность улавливания которых составляет %, т. При анализе диапазона размеров общая эффективность улавливания устройства зависит от доли каждой фракции и от эффективности улавливания частиц каждого размера.