Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Следы CO2 обычно поглощают щелочным раствором с последующим измерением изменившейся электропроводности. Оксид углерода (II) определяют также путем промывания газа щелочным раствором с последующим окислением CO на катализаторе (нагретая окись меди) и определением полученного оксида(IV).
7. ИЗОКИНЕТИЧЕСКИИ ОТБОР ПРОБ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ЧАСТИЦ
Метод отбора проб твердых частиц из газового потока в основном такой же, как и газов, но для получения требуемой пробы не-
€—1144
81
а\
W
Рис. II-12. Потоки газа на входе в пробоотборники:
а — изокинетический отбор; б — при малой скорости отбора; в — при очень большой скорости отбора.
обходимо применять дополнительные специальные приемы. При отборе частиц размером б 10 мкм и более и при скоро-
сти отбора меньше скорости потока ,в газоходе ірис. ІІ-12,б), часть газового потока будет откланяться от .заборной .трубки, тогда как некоторые частицы по инерции будут залетать в заборную трубку, и таким образом в отобранном образце окажется большее число крупных частиц.
И наоборот, если скорость отбора пробы выше скорости потока в газоходе (рис. II-12,в), некоторые крупные частицы будут проскакивать мимо сопла заборной трубки. Только в том случае, когда скорости отбора пробы и потока в газоходе равны — т. е. скорость изожинетична — в пробоотборнике будет собран полноценный образец крупных частиц (рис. ІІ-12,а). Возникающая при этом ошибка была оценена Бадзиохом [49] для постоянной скорости отбора пробы 7,6 м/с и различных скоростей газового потока и для
частиц размером 5 и 10 мим и плотностью 2. Из рис. ІІ-13 видно,
что" даже при скоростях потока, вдвое превышающих скорости отбора пробы, ошибка для частиц размером 5 мкм не превышает 3%, но приближается к 20% для частиц размером 10 мкм.
Дэви [208] предложил следующую формулу для определения ошибки, вызываемой неизо,кинетическими условиями .отбора пробы для прямоугольной заборной трубы, направленной против потока
Cs иа UaIus — 1
s----а ш *----- (II.9)
Ca
4ф+ 1
где Cs и Ca — концентрация частиц соответственно в пробе и газе; иа и Us — скорость газов соответственно в газоходе и в заборной трубке; -ф — параметр инерционного столкновения (см. стр. 303 и сл.);
iJ> = d2C(pP — р)ыа/(18ц?)
где рр н р — плотность частиц и газа; ц — вязкость газа; D — диаметр заборной трубки.
Пока отношение скоростей IisIua находится 'между 0,5 я 2, ошибка в определении концентрации меньше 20% Для ¦ф<0,1. Аналогичное значение найдено из уравнения, предложенного Бадзио-XOM [49].
Позже Дэви [205] исследовал варианты отбора проб в спокойной атмосфере и при встречном ветре, а также отборы с использованием широких насадок и узким входным отверстием. Последний
82
вариант относится к тем случаям, когда предусмотрено водяное охлаждение заборной трубки. Рассмотрение многочисленных альтернативных решений приводит к получению различных формул, с помощью которых можно рассчитать минимальную и максимальную скорость отбора в зависимости от физических размеров, ориентации и направления потока.
Изокинетический отбор может быть осуществлен одним из двух путей: либо с использованием трубки нулевого типа, либо измеряя скорость газового потока с помощью трубки Пито как можно ближе к заборной трубке (не нарушая режима потока) и регулируя скорость отбора. В трубке нулевого типа поддерживается статическое равновесие между напорами внутри ,канала трубки и на ее внешней стенке (рис. II-14).
Отводы для измерения статического напора подсоединены к обоим плечам U-образного манометра, во время анализа регулируют скорость отбора. Однако было показано [216], что в точке статического равновесия, особенно при низких скоростях газового потока (менее 6 м/с), скорость отбора не строго изокинетична, поэтому даже небольшое отклонение от статического равновесия приводит к большим ошибкам в отборе проб. При более высоких скоростях ошибка меньше (менее 5% при 15 м/с для показанного типа трубки). Если для отбора проб предполагают использовать трубку нулевого типа, следует предусмотреть ее калибровку в заданной области.
Разработаны различные типы пробоотборников, в которых скорость газового потока замеряется отдельно, в частности, такие приборы разработаны Британской Исследовательской Ассоциацией Черной Металлургии (БИАЧМ) [312] и Британской Исследовательской Ассоциацией Угля (БИАУ) [350, 351]. Пробоотборники этих ассоциаций теперь производятся в промышленных масштабах.
Пробоотборное устройство БИАУ (рис. 11-15) интересно тем, что проблема предотвращения конденсации в пробоотборнике и фильтре решена путем установки пылеулавливающего циклона и фильтра на конце пробоотборника внутри газохода. Предусмотрены сопла различных диаметров, закрываемые съемными болтами, так что можно установить приблизи-
L
Рис. ІІ-13. Зависимость измеренной концентрации частиц от скорости газа при их отборе через сопло диаметром 25 мм:
1 частицы Б мкм; и=0,55 мм/с; 2 —
10 мкм; и=2,2 мм/с.
6*
83
- Иизмервманг давления
95мм_____________
