Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
.Как параметр инерционного столкновения ф [уравнение (vH.10)], так
н его коэффициент диффузии частиц [уравнение
319
т
! !O'
О Ш SOO IZOO 1600
ZOO 400 600 SDO
t,°C
Рис. VII-12. Влияние температуры на основные механизмы захвата [834]:
I — диффузия; 2 — инерционное столкновение; 3 — перехват.
Рис. VII-13. Влияние температуры газа на эффективность инерционного захвата (частицы BeO диаметром 1,0 мкм в токе COa пропускают через волокна диаметром 10 мкм со скоростью 250 мм/с) [829]:
1 — плотность газа 2 кг/м3; 2 — то же, 30 кг/м3.
(VII.23)] прямо пропорциональны поправочному коэффициенту Канингхема С [уравнение (IV.31) и, в свою очередь, пропорциональны средней длине свободного пробега молекул газа X. Отсюда следует, что влияние давления будет одинаково независимо от механизма улавливания. Поскольку при увеличении давления газа уменьшается длина свободного пробега, эффективность у лав* ливания по этим механизмам будет уменьшаться с ростом давления [829].
Обратное явление — улучшение эффективности улавливания с уменьшением давления было подтверждено экспериментально Штерком, Целлером и Шекманом [816]| и Шустером [742]. В исследовании Шустера, о котором сообщил Леффлер, использовали, фильтр из поливинилхлоридных волокон диаметром 19,5 мкм с удельным объемом волокна (1—е) =0,301, на котором улавливались шарики из полистирола диаметром 0,1—1,3 мкм и капли парафинового масла диаметром 1,08 мкм. Найденная эффективность составляла 55% при давлении 86,5 кПа, 82% при давлении 6,65 кПа и 98% при давлении 0,25 кПа, что согласуется с данными Штерна и др. [816].
Количественное определение комбинированного влияния давления и температуры на инерционное столкновение было сделано Штраусом и Ланкастером [829]. Это влияние на примере аэрозоля оксида бериллия с диаметром частиц 1 мкм в среде диоксида углерода, который образуется в газоохлаждаемом ядерном реакторе, показано на рис. VII-13. Хотя эффективность улавливания путем диффузии улучшается при увеличении температуры, влияние давления стремится перевесить этот эффект, и таким образом эффективность диффузионного улавливания уменьшается при высоких температурах и давлениях.
320
7. ВЫДЕЛЕНИЕ ЧАСТИЦ ПРИ ГРАВИТАЦИОННОМ ОСАЖДЕНИИ
Когда скорость газового потока через фильтр невелика, момент инерция даже ,крупных частиц іможет быть недостаточным для их улавливания путем инерционного столкновения. В таком случае осаждение под действием силы тяжести может играть важную роль в улавливании пыли, благодаря относительной продолжительности пребывания газового потока в фильтре. Так, гравитационное осаждение представляет собой основной механизм улавливания в случае, когда частицы диаметром 1 мкм проходят через фильтр с волокнами диаметром 10 мкм и со скоростью менее
0,5 мм/с.
Эффективность осаждения может быть рассчитана с помощью параметра гравитационного осаждения, предложенного Ранцем и Вонгом [672]:
Это уравнение показывает, что осаждение начинает играть важную роль, когда gD/v2 становится больше ?.
Было найдено, что процесс седиментации играет важную роль при очистке газа от пыли, когда запыленные газы проходят через насадочные башни с небольшой скоростью. Эффективность фильтрации крупных частиц выше, когда газовый поток поступает в башню сверху вниз [857]i. Типичные кривые проникновения капель диоктилфталата в башню со свинцовой дробью представлены на рис. VII-14. Улучшение проникновения в колонне с нисходящим потоком свидетельствует о том, что гравитационное осаждение улучшает улавливание.
В оросительных башнях и скрубберах относительные скорости частиц и капель почти всегда слишком велики, поэтому гравитационное осаждение там не имеет такого большого значения.
(VI 1.55)
Рис. VII-I4. Проникновение капель диоктилфталата в башню с насадкой из
* колонна с восходящим потоком; II — то
• с нисходящим потоком; 1 — скорость
свинцовой дроби:
0,5
14,9 мм/с; 2 —скорость 7,45 ММ/С.
О 0,4 0,8 1,2 1,6 Zfi
Диаметр частиц, мим
21—1144
321
8. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ СИЛЫ
В теориях аэродинамического захвата частиц, рассмотренных в предыдущих разделах, не обсуждался вопрос о влиянии электрических зарядов на частице, на пылеуловителе либо на обоих. Тот факт, что электростатические силы могут способствовать фильтрованию, установлен в 30-х годах F331], и это привело к созданию пропитанных смолой фильтров с повышенной эффективностью. В последние годы внимание исследователей было обращено на выбор фильтровальных тканей с наилучшими электростатическими свойствами для улавливания специфических пылей [273]; применялось также механическое нанесение заряда [770].
Электростатический заряд может быть нанесен на фильтровальную ткань при трении, например, при натирании тканью лю-ситовой полочки [770]' или путем пропускания через ткань запыленного газового потока. Когда поток воздуха проходит через фильтр из синтетического волокна со скоростью 1,7—2,0 м/с, возникает заряд около 1,2 кВ [239].
Анализ влияния электростатических сил и их сочетания с основными механизмами аэродинамического захвата чрезвычайно труден. Известны две попытки решения этой проблемы, увенчавшиеся некоторым успехом. Джиллеспай [297] применил подход Лэнгмюра для захвата частиц [489] с учетом электростатических зарядов, возникающих при перехвате или в процессе диффузии частиц, а также использовал условия ламинарности для оценки скоростей потока при его прохождении через фильтр. Результирующие уравнения очень сложны и не будут приведены в настоящей работе.
