Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Страус В. -> "Промышленная очистка газов" -> 157

Промышленная очистка газов - Страус В.

Страус В. Промышленная очистка газов — М.: Химия, 1981. — 616 c.
Скачать (прямая ссылка): promishlennaya1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 151 152 153 154 155 156 < 157 > 158 159 160 161 162 163 .. 240 >> Следующая


Для процесса образования гетерогенных активных центров простейшее теоретическое уравнение может быть предоставлено, соотношением Томпсона — Гиббса, однако оно не удовлетворяет условиям, поскольку было доказано, что пересыщенные пары не будут конденсироваться на плоской поверхности, на которой адсорбирован толстый слой жидкости. С другой стороны, положения* теории Вольмера [891], экспериментально проверенные ТумееЛ [873], доказывают, что насыщение по высоте аппарата возрастает при увеличении угла контакта между жидкостью и твердыми ча* стицами. Качественные результаты свидетельствуют о том, что кои* денсация на увлажненной поверхности твердой частицы начинается при точке росы, а на неувлажненной твердой поверхности — при переохлаждении на 0,015—0,020°С, что эквивалентно пересыщению около 101%.

416
Темпы роста капель при отсутствии потока Стефана и термо-фореза могут быть выведены из закона Фи.ка [уравнение (III.1)]:

dm / г \

^0~ = /°(1+ уиш ) (1Х-5>

где dm/dB — скорость роста массы; I0 — темпы роста квазистационарной пары; D — коэффициент диффузии пара; 0 — время; г — радиус капли.

Агломерация частиц может быть рассчитана на основе теории Смолучавокюго для броуновской коагуляции (см. с. 514 ел.). Влияние турбулентной агломерации в скрубберах незначительно.

Улавливание частиц. Степень влияния термофореза или теплового осаждения может быть рассчитана по уравнениям, приведенным на с. 535 сл., в .то время ,как влияние инерционного взаимодействия может быть выведено из уравнений (ІХ.2—ІХ.4).

У поверхности, на которой конденсируются пары, наблюдается гидродинамический поток газообразной ,среды, !направленный в. сторону поверхности. Его называют потоком Стефана, диффузио-форезом, или сплошной диффузией. Вольдманн и Шмитт, а недавно и Спаркс и Пилат [786] представили подробный обзор теории диффузиофореза [897]. Скорость потока Us выражается формулой

D de

и* = ~'~10~ (1Х6>

где с — концентрация паров; р — расстояние от центра капли.

Для капли радиусом г

D (cS-cC0) тМт

- <IX-7>

где Cs — концентрация паров у поверхности капли; Ca, — концентрация в парах (т. е. при р=то); Mr, Ma — масса молекул газов и паров соответственно.

Если газы, в которых диффундируют пары, содержат мелкие частицы, они будут перемещаться вместе с потоком и примерно с такой же скоростью ыр. Это явление было рассмотрено Вольдман-ном [896] для маленьких сферических частиц (г<Х) на основании теории Чепмэна — Энскога

_________(Мп)1/г D_

Up~ {уп/мп+ут/Ю'Уг' dx ( }:

где уП1 ут — концентрация паров н газов соответственно.

Голдсмит, Делафилд и Кокс [308] экспериментально доказали, что скорости частиц размером менее микрона в парах, рассеянных в воздухе, соответствуют скорости, рассчитанной по данному уравнению.

В ходе экспериментов с высокой точностью контроля условий процесса, когда посредством регулирования температуры и концентрации газов, пара и жидкости были установлены механизмы

27—1144

417
процесса, Ланкастер и Страусс [478] смогли доказать, что основными из них являются рост частиц и последующее улавливание путем столкновения. В отчете, выпущенном ранее Фаноу, Линдрусом и Абельсоном [247], сообщалось также о более совершенном процессе роста частиц в результате впрыскивания пара.

В работе Ланкастера и Страусса было доказано, что основные процессы конденсации и увеличения размера происходят в зоне перемешивания струи. Был также сделан вывод о том, что применение принудительной конденсации позволяет значительно усовершенствовать работу скруббера. Однако, вследствие относительно неэффективной утилизации пара, данная технология неэкономична за исключением тех случаев, когда есть возможность использовать дешевый отработанный пар низкого давления. Усовершенствование технологии впрыска и перемешивания пара позволит преодолеть указанные экономические недостатки.

Другой принципиальный подход к оценке эффективности улавливания частиц основан на учете относительной скорости капли и газов непосредственно после освобождения капли в горловине трубы Вентури и ее разгона. Однако этот подход тоже не давал возможности вывести соотношение, которое можно применить к оценке эффективности скрубберов Вентури. В общих чертах очевидным является тот факт, что эффективное скруббирование непосредственно влияет на количество энергии, потребляемой в процессе очистки. Перепад кинетической энергии ДEk при взаимодействии жидкости с газами может быть вычислен по формуле

где mv, trim — массы газов и жидкости соответственно, расходуемые в единицу времени; Ur и Uж — скорости газов и жидкостей перед столкновением по оси трубы Вентури.

Приведенное отношение показывает, что если жидкость впрыскивается перпендикулярно оси горловины трубы Вентури, то имеет ¦масто большая потеря энергии, так как Ux = 0. Если же впрыск жидкости осуществляется из центрального сопла, направленного вниз, и жидкости сообщается высокая скорость иж, объем потребляемой энергии значительно снижается. На практике основным различием между скрубберами с трубами Вентури является способ введения жидкости и ее последующего удаления.
Предыдущая << 1 .. 151 152 153 154 155 156 < 157 > 158 159 160 161 162 163 .. 240 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed