Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
где Ci и C2 — соответственно начальная и конечная концентрации, кг/м3; Us — поверхностная скорость газа, м/с; W — масса слоя на единицу поперечного сечения, кг/м2; п — эмпирическая константа (0,16—0,34).
Здесь показатель степени п был характеристическим для смеси частиц слоя.
Для частиц субмикронных размеров в одной работе [745] указывается, что экспериментальным данным соответствует уравнение вида
но не отмечается влияние массы слоя и отсутствуют другие эмпирические константы, хотя в некоторых экспериментах достигалась эффективность улавливания, близкая к 90%.
В более поздней работе Блэк [85] использовал псевдоожижен-ный слой для улавливания субмикронных частиц хлорида алюминия и табака. Как и ожидалось, наивысшие эффективности улавливания были достигнуты при низких расходах газа и большой толщине слоя. Эффективность улавливания (в %) описывали уравнением
где H — толщина слоя; Us —• поверхностная скорость газа.
Блэк не обнаружил влияния старения слоя или изменения начальной концентрации аэрозоля. Анализируя свои результаты, Блэк приходит к выводу, что в данных условиях основными механизмами являются инерционное столкновение и броуновская диффузия, а уравнение (XI.50) может быть выведено из (VII.51).
Для удаления газообразных и твердых фторидов из отходящих газов алюминиевого производства были использованы фильтры с насадкой из глинозема толщиной 50—300 мм. Технология, разработанная фирмой AJIKOA (процесс А-398), состоит в том, что газы, содержащие газообразные и твердые фториды, пропускают через псевдоожиженный слой мелкодисперсных частиц глинозема,
/ W \п —In CjCl = 0,455? I 4>gg--1
(XI.49а)
— In C2Zc1CLU1It78
(Х1.49в)
(XI.50)
543
Рис. XI-15. Схема процесса очистки газов АЛКОЛ (А-398) [707]:
J — регулятор толщины слоя; 2 — перфорированная пластина; 3 — воздушные сопла; 4— рукавные фильтры; 5 — вытяжные зонты; 6 — электролитические ванны; 7 — воздуходувка; 8 удлиненная камера; 9 — приточная камера; JO — камеры воздухораспределеиия.
в котором поддерживается температура в пределах 65—150 °С. Затем газы проходят систему рукавных фильтров, расположенных непосредственно за аппаратом (рис. XI-15).
Мешок фильтра регулярно очищают путем изменения направления движения потока; осевшая на фильтре пыль поступает снова в кипящий слой. В слой непрерывно подается глинозем, по качеству соответствующий глинозему, используемому в электропечах для выплавки алюминия; пройдя через псевдоожиженный слой, он выгружается (время пребывания в слое составляет от 2 до 14 ч) и используется для выплавки алюминия. Соотношение оксида алюминия и очищаемого воздуха колеблется в пределах 30—150: 1, потеря напора составляет 0,75—1,5 кПа. Эффективность абсорбции газа превышает 99%, тогда как эффективность удаления твердых частиц превышает 90% (таблица XI-2). ,
При использовании такого оборудования в цехах производства алюминия отсутствует видимый «хвост» выхлопных газов, и выброс загрязнений снижается до 1,35 г/кг произведенного алюминия. К преимуществам этого процесса относится, кроме того, отсутствие загрязненных жидких стоков, не возникает и проблемі^
ТАБЛИЦА ХІ-2 Эксплуатационные параметры процесса AJIKOA А-398 [707]
Установки Содержание фтора, мг/мЗ Эффективность удаления фторидов, %
иач. кон. общая газообразных твердых
1 195 1,6 99,2 99,5 98,3
2 125 1,9 98,5 99,4 96,3
3 100 3,0 96,7 99,2 91,8
544
захоронения твердых отходов. Процесс очень выгоден экономически, поскольку используемый для очистки газов глинозем является сырьем для получения алюминия, а абсорбированные фториды поддерживают концентрацию фтора в ванне на требуемом уровне, снижая тем самым расход криолита для подпитки.
7. РАЗДЕЛЕНИЕ ЧАСТИЦ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Если частице, не обладающей магнитными свойствами, сооб-шить электрический заряд q путем ее облучения [уравнение (Х.ЗО)] или ионной диффузии [уравнение (Х.36)], а затем поместить частицу в поле магнита напряженностью H А/м, то на нее будет действовать сила, направленная под прямым углом к направлению поля и к направлению движения частицы, в связи с чем она отклонится от своей первоначальной траектории. Уравнение для частицы в вакууме запишется в виде
Hqeu = InuiIR
іде т — масса частицы; е — заряд электрона; и —скорость частицы; R — радиус круговой траектории.
Рассмотрим случай, когда частица, движущаяся в газовом потоке со скоростью иТ, приобретает компоненту скорости, перпендикулярную потоку и равную конечной скорости дрейфа (проходя через поле около магнита). Конечная скорость дрейфа может быть найдена при приравнивании магнитной силы к силе сопротивления газа, задаваемой уравнением Стокса — Куннингхема:
CHqeur
“* = -3id- <х1-51>
Здесь Ut является функцией «г. При больших скоростях газового потока скорость выноса частиц из него будет увеличиваться. Автору неизвестны случаи применения этого явления в газоочистительных установках.
Если в магнитное поле внесены маленькие магнитные частицы, произойдет другое явление. Поскольку частицы могут свободно поворачиваться в потоке, можно предположить, что они будут сориентированы в магнитном поле так, что их концы повернутся к противоположным полюсам магнита. Результирующая сила, действующая на частицу, в любом ее положении может быть вычислена путем алгебраического сложения притягивающей и отталкивающей сил. Если частица находится строго на центральной оси, Действующие силы уравновешены, и она будет двигаться прямолинейно. Подробные расчеты траектории частицы и вероятности ее Улавливания требуют знания распределения магнитного поля, геометрической конфигурации магнита и спектра газового потока.
