Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
(рис. XI-12), что для частиц размером более 1 мкм скорость термоосаждения увеличивается при увеличении температуры, тогда как для частиц размером менее 1 мкм она уменьшается при повышении температуры независимо от градиента температуры.
WOOt
Рис. XI-13. Влияние температуры на скорость дрейфа vR частиц BeO радиусом 0,1 мкм в CO2 при различных плотностях газа и температурном градиенте 40 °С на 1 мм:
1 — плотность газа 2 кг/м3; 2 — то же, 30 кг/м’;
3 — то же, 50 кг/м3.
540
Следует учитывать и влияние давления на термоосаждение. Так, в проектируемом ядерном реакторе с газовым охлаждением, работающем при давлениях около 50 МПа, могут возникнуть значительные градиенты температур, что приведет к осаждению частиц на поверхности теплообменников. Было рассчитано влияние давления на скорость дрейфа сферических частиц оксида бериллия (BeO) диаметром 2 мкм в диоксиде углерода в широком диапазоне давлений, соответствующих плотностям газа от 2 до 50 кг/м3. Расчеты были основаны на уравнении Эпштейна (рис. XI-13) [831] и показали, что если при атмосферном давлении термоосаждение составляет 85%, то при 5 МПа эффективность осаждения снижается до 10%.
5. ОСАЖДЕНИЕ В СЛОЕ CO СТАЦИОНАРНОЙ НАБИВКОЙ
Страус и Тринг [831] показали в экспериментах на пилотной установке диаметром 0,3 м, что слой из крупного гранулированного материала с размерами гранул около 6 мм (например, дробленый огнеупорный кирпич) обеспечивает эффективность при очистке отходящих газов мартеновских печей при 455°С, равную 90%, причем перепад давления не превышает 1 кПа (результаты экспериментов приведены в табл. XI-1).
В более поздней работе [834] показано, что термоосаждение играет важную роль при очистке горячих дымовых газов на холодных слоях насадки.
Промышленный фильтр с насадкой из гравия (фильтр M-B) фирмы Лурги [240] оказался эффективным пылеулавливающим устройством при температуре около 350°С. Слой гравия помещают в сетчатую рамку, расположенную на пружинах. Газы поступают снизу; через определенные интервалы времени раму встряхивают с помощью вибратора, и пыль собирается в пылесборнике (рис. XI-14).
Типичные эксплуатационные характеристики такой установки подробно описаны в работе [307]:
эффективность установки для улавливания коксовой пыли 95%, концентрация пыли в очищенных газах от 0,035 до 0-,025 г/м3, по-
ТАБЛИЦА Xl-I
Эффективность улавливания в фильтре со стандартным слоем гранул [&?/]
Толщина СЛОЯ, MM
Показатели 25 75 230 270
Эффективность, % Температура, °С Потеря напора, кПа 59,3—83,2 360—455 0,13—0,21 65,2—85,3 255—460 0,18—0,59 74—90,2 303—352 0,55—1,2 87—96 230—290 0,55—1,0
541
Рис. XI-14. Промышленный четырехсекционный фильтр M-B с насадкой из крупного песка и параллельным проходом газов [240]:
/— слой крупного песка или гравия; 2 — сетчатая рама; 3 — вибратор.
теря напора достигала 2 кПа, поскольку эффективное улавливание устанавливалось лишь после осаждения некоторого количества пыли;
установка производительностью 4000 м3/ч была испытана для улавливания пыли фосфатов; концентрация пыли снижалась с 1—3 до 0,01—0,02 r/м3; потеря напора составила от 1,1 до 1,3 кПа;
фильтр использовали для очистки газов карбидной печи; расход газа 70000 м3/ч, концентрация пыли снижалась от 0,5—1,3 до 0,120 г/м3.
Вероятно, фильтры с насадкой из крупного песка или гравия найдут применение в крупнотоннажном производстве неорганических химических продуктов.
6. ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
Казалось очевидным, что применение псевдоожиженного (кипящего) слоя может широко применяться для осаждения пыли и тумана, поскольку турбулентное движение частиц в слое способствует агломерации и столкновению капель с частицами слоя. Однако уже в результате проведения незначительного числа экспериментов [568, 745] было показано, что невозможно достичь эффективности более 90%, и такое оборудование нельзя использовать в промышленных масштабах. Экспериментальные исследования относились к удалению тумана серной кислоты (диаметр капель от 2 до
14 мкм) в кипящем слое из стеклянных шариков кремнезема (непористые), глинозема и силикагеля (оба пористые), капелек диок-тилфталата диаметром 0,6—1,1 мкм в кипящем слое глинозема и пыли «итрата аммония в кипящем слое .стеклянных шариков.
Найдено, что во всех случаях эффективность осаждения не зависела от первоначальной концентрации: для крупных капель (от
542
2 до И мкм) доминирующим в улавливании было инерционное столкновение и эффективность улучшалась при увеличении поверхностной скорости газа; для более мелких капель диоктилфталата основную роль играло диффузионное улавливание (эффективность уменьшалась при увеличении поверхностной скорости газа). Работа по улавливанию нитрата аммония была очень непродолжительна, и определенных закономерностей выявить не удалось.
Мейсслер и Миклай [568] нашли, что для описания органичен-ных экспериментальных данных, полученных для частиц микронных размеров (в среднем около 8 мкм), можно использовать эмпирическое уравнение
