Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Распылители с вращающимся диском, с помощью которого осуществляется выброс капелек жидкости после того, как они разгоняются на нем до высокой скорости (рис. IX-11). Диск приводится в движение гидравлическим или механическим способом, а жидкость перемещается в радиальном направлении по трубкам или по плоской поверхности диска. Образующиеся капли жидкости имеют одинаковый размер, который можно регулировать путем изменения скорости вращения диска и расхода жидкости. В связи с этим распылители наиболее удобны в тех случаях, когда необходимо получить капли жидкости для фундаментальных исследований. Подробное описание конструкции распылителей приведено їв отдельных изданиях [280]. В настоящее время центробежные распылители этого типа не применяются в промышленных скрубберах, но они могут найти применение при разработке новых видов скрубберов, где необходимо получение капель примерно одинакового размера.
При столкновении двух струй жидкости создается плоская волнистая струя воды, которая местами разрушается и распадается на группы капель под воздействием волн, образующихся в жидкости в точке соударения струй. Частота волн возрастает при увеличении скорости струи и уменьшении угла соударения, возрастая до 4 кГц и образуя множество мелких капель. Вязкость жидкости
404
ухудшает процесс образования брызг, их характеристики несколько изменяются вследствие наличия поверхностного натяжения [551]. Такие распылители, называемые соплами со столкновением струй жидкости, имеют преимущество, которое заключается в том, что капли малых размеров могут формироваться без применения сложных механических приспособлений, характерных до двух предшествующих типов распылителей или изнашивающихся поверхностей сопел с отражательными устройствами. Однако эти распылительные сопла пока не используются в промышленных скрубберах.
При пневматическом распылении, или распылении столкновением двух струй, жидкость разбрызгивается вследствие соударения
Диаметр J вращательні камеры
J Диаметр сопла
Рис. IX-10. Конструкция сопел с центробежной камерой [551] (а) и характеристика образующих капель (б):
1 — вращательная камера; 2 — отверсгие тангенциального входа; 2 — вход под углом к камере; 4 — центробежная камера; диаметр вращательной камеры;
диаметр сопла; V =IOOe^ d]d)q ^где у^—
превышение объема, %; d — средне значение Розина—Рэммлера; q — коэффициент дисперсии, определяемый углом наклона на рнс. IX-10, б] (Fraser, Eisenklam, Trans. Inst. Chem. Engnrs., 1956, v. 34, p. 294).
Размер tftmSjJb.d 5
<05
Рис. IX-11. Типовой диск центробежной распылительной форсунки [551].
струи газа и жидкости, в результате чего образуются очень мелкие капли, которые, как показал опыт, непригодны при использовании центробежных скрубберов [400]. Необходимость подачи воздуха или пара под большим давлением в дополнение к подаче воды или какой-либо другой жидкости повышает расходы на установку и обслуживание устройств, поэтому эти сопла, как правило, не используются для скрубберов.
Формирование капель в пневматических разбрызгивающих устройствах было изучено довольно подробно, в основном на примере скрубберов Вентури, принцип действия которых основан на столкновении потока газов с жидкостным экраном. Средний размер капель D и площадь поверхности капель на единицу объема газов могут быть найдены из эмпирических уравнений Нукиямы и Тана-савы [610]:
D =
1,85 IO7
(IX.1)
где D — средний диаметр капли (диаметр поверхности), мкм; и — относительная скорость между воздушным и жидкостным потоком, м/с; QxlQ — соотношение расходов жидкости и газа в горловине трубки Вентури; р» — плотность жидкости, кг/м3; о — поверхностное натяжение жидкости, Н/м; цж — вязкость жидкости, Па-с.
Для воздушно-водяной системы уравнение (IX. 1) упрощается
16 050
D
-9,75- IO5L].5
(ІХ.2)
где L і — соотношение воды (м3) и воздуха (м3).
Удельная поверхность капель, А (в м2/м3 газа) может быть определена по уравнению
A = BQOL1ID (IX.3)
Экспериментальные исследования [376] прекрасно подтвердили предположения, сделанные на основе приведенных выше уравнений для пневматических сопел; одновременно с этим довольно точное соответствие было получено для распылителей Вентури [507].
406
Сопла с акустическим разбрызгиванием, разработанные, недавно, имеют ряд преимуществ над традиционными соплами пневматического типа и механическими соплами распыления жидкости под давлением. Конструкция акустического сопла показана на рис. IX-12.
Жидкость истекает из простой кольцевой камеры через отверстия с низким давлением (70 кПа); струйки жидкости разбиваются звуковыми волнами частотой 9,4 кГц, в результате чего формируются однородные по размеру капли. Звуковые волны возникают при столкновении струи сжатого воздуха или пара (100—400 кПа) с резонатором, расположенным в центре, между выпускными отверстиями. Пропускная способность рассматриваемого сопла составляет около 45 г/с [26].
4. СКРУББЕРЫ с разбрызгиванием под действием СТРУИ ГАЗОВ
Существует много скрубберов, в которых капельки жидкости,, соприкасающиеся с потоком дымовых газов, образуются под воздействием газовой струи, проходящей через жидкостную завесу или сталкивающихся с поверхностью жидкости в резервуаре. В простейшей установке такого типа, часто используемой для очистки дымовых газов вагранки, вода стекает по диску кониче-
