Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Если последовательно используются два малоэффективных циклона, результат будет не лучше, чем при использовании одного высокоэффективного циклона, который выполняет те же функции с гораздо меньшей потерей напора, поэтому такое сочетание не экономично. Ван-Эббенхорт Тенгберген [231] подчеркивает, что хотя система 1, показанная на рис. VI-43, может привести к сниженшо количества пыли в отходящем газе в два раза, одновременно уд' ваивается ее стоимость и эксплуатационные расходы. Он также-рекомендует использование одного высокоэффективного циклона для достижения такого же результата.
Экспериментально было найдено [230]', что критическим фактором в работе циклона является давление в пылесборнике. Есл$ допустить подсос воздуха в пылесборник, эффективность уменьша-
296
Рис. VI-45. Циклон с регулируемой конической пробкой -в конусе циклона для предотвращения образования вихрей в пылесборнике.
ется, тогда как отбор воздуха из пылесборника улучшает эффективность. Постоянное удаление пыли из вершины конуса и пылесборника к второму коллектору (комбинации 2 и 3) будет точно так же способствовать улучшению эффективности, поскольку газовая спираль из ядра циклона доходит до пылесборника, перемешивает осевшую пыль и захватывает мелкие частицы. Это и было использовано во влажных циклонах для ускорения осаждения [432]. В газовых циклонах часто в центр отверстия пылесборника помещают небольшой диск для предотвращения уноса частиц (рис. VI-45).
Второй циклон в системах 2 и 3 (см. рис. VI-44) представляет собой очень маленькую установку по сравнению с первым циклоном, и его эксплуатационные качества могут быть улучшены благодаря высокой концентрации пыли. Система 2 обладает значительно большей эффективностью, чем единичный циклон в связи с постоянным отсосом газа и удалением частиц, хотя возможность некоторой рециркуляции мелких частиц и существует. Даже когда (система 3) отходящие газы из второго циклона не поступают в шток очищенного в первом циклоне газа, общий результат очистки будет лучше. В обоих этих сочетаниях (2 и 3) перепад давления будет лишь не намного больше, чем в одном циклоне.
Предлагают и другие системы в сочетании с циклонами. Один из путей улучшения рабочих характеристик циклона состоит в создании электростатического поля, которое будет способствовать дрейфу частиц к стенкам. Однако расчеты показали [822], что эффект составляет около 2% при использовании стандартного небольшого заземленного циклона, работающего при напряжении на коронирующем электроде 60 кВ и в нормальных операционных условиях (когда в циклон входят заряженные частицы). Эксперименты, проведенные в таких системах, не привели к каким-либо существенным улучшениям эксплуатационных качеств циклона [639].
ГЛАВА VII
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ЗАХВАТ ЧАСТИЦ
Улавливание частиц волокнистыми фильтрами и в жидкостных скрубберах основано на том, что газовый поток, проходящий через фильтр или скруббер, подносит частицы вплотную к улавливающему материалу, при этом улавливание осуществляется с помощью механизма близкого взаимодействия. В каждом частном случае относительная роль механизма близкого взаимодействия меняется в зависимости от относительных размеров и скорости частиц, от типа улавливающего материала, а также от присутствия электростатических, гравитационных или термических сил (как притягивающих, так и отталкивающих).
К основным видам близкого взаимодействия относятся: инерционное соударение, перехват и диффузия. Для каждого механизма были разработаны математические модели, обычные решения находят численными методами. Однако пока еще не разработана исчерпывающая математическая база, описывающая сочетание двух или более видов близкого взаимодействия, лишь для некоторых частных случаев найдены числовые решения. К счастью, в-большинстве случаев доминирует один механизм, что позволяет сделать упрощающие допущения. Так, например, для частиц, измеряемых микрометрами, и более крупных основную роль играет инерционное соударение и перехват, тогда как диффузия имеет гораздо большее значение в случае субмикронных частиц.
Электростатические, термические и гравитационные силы значительно изменяют эффективность фильтров и скрубберов в специфических условиях. Так, когда разбрызгивающие сопла в скруббере изолированы от камеры и находятся под напряжением 5 кВ, можно предположить значительное увеличение эффективности улавливания [463]', хотя найдено, что небольшой заряд, приобретаемый частицами в процессе обычного распыления, практически не влияет на эффективность [404].
При нормальных условиях ролью термических сил в процессах фильтрации или мокрого пылеулавливания можно пренебречь, поскольку для того, чтобы они были эффективны, необходима очень большая разница температур между частицами и улавливающим материалом. На практике, в связи с небольшими размерами улав-1
298
ливающих волокон или капель, их теплоемкость невелика, и они быстро принимают температуру газового потока и частиц, проходящих через фильтр или скруббер. Вследствие того, что разница температур существует очень короткий промежуток времени, обычно действие термических сил не учитывается, и оно не будет рассматриваться в этой главе.
