Специальные способы интенсификации

Один из способов повышения степени улавливания аэрозольных частиц в мокрых пылеуловителях — использование эффекта конденсации, происходящей при охлаждении горячих газов, предварительно насыщенных водяным паром. При-конденсации пар диффундирует в сторону капли и увлекает с собой наиболее мелкие частицы. Кроме этого, частицы (мелкие и крупные) обволакиваются пленкой конденсата, благодаря чему улучшается их контакт с каплями. Теоретический расчет эффекта конденсации сложен и требует привлечения ряда данных, обычно не известных при проектировании. Подробные сведения можно найти в [30]. В зависимости от конкретных условий, в газовый поток можно вводить как пар, так и тонко распыленную воду. Второй способ экономичнее, но он применим лишь при условии, что вода до подхода потока к газоочистительному аппарату успеет полностью испариться, после чего, уже внутри аппарата, начнется ее вторичная конденсация.

В практике проектирования, если предполагается использовать эффект конденсации, на тракте газоочистки предусматривается устройство для введения в горячий поток газа (аэрозоля) тонкораспыленной воды. Это может быть вертикальный полый скруббер, рассчитанный на полное испарение, горизонтальная камера с оросителями, либо (при очень стесненной компоновке) просто орошаемый участок пылегазопровода. Скорость потока в горизонтальной камере следует выбирать в пределах, исключающих осаждение пыли в ней.

В [50] предложена несложная методика расчета полого испарительного скруббера. Поскольку влияние конденсации на степень улавливания теоретическому прогнозированию не поддается, упомянутая методика может быть ещё несколько упрощена за счет усреднения коэффициента испарения воды.

Тепловая нагрузка скруббера определяется по формуле

Здесь Q_c.г. — объемный расход сухих газов, м³/с; с — удельная объемная теплоемкость сухих газов, Дж/(м³* град); t ₁ и t₂— начальная и конечная температура газов, °С; i₁ и i₂ — удельная начальная и конечная энтальпия водяных паров, содержащихся в газах, кДж/м³;

где и — начальное и конечное влагосодержание сухих газов, кг/м³.

Массовый, расход воды определяется (в кг/с) по формуле

,

где К_ис— коэффициент испарения воды в среде данного газа; значении К_исмогут быть приняты в среднем равными 0,8 - 0,85.

В проекте необходимо предусмотреть возможность ручного регулирования расхода воды на 20 - 25 % в обе стороны от расчетного. Окончательно расход устанавливается при пусконаладочных работах.

Положительный эффект достигается при предварительной электрической зарядке улавливаемых частиц (и капель орошающей жидкости). Если относительная скорость частиц и капель невелика, то параметр электростатического осаждения может превзойти параметр инерционного осаждения. Конструктивно данная задача решается путем размещения ионизатора в зоне, где начинается контакт аэрозоля скаплями. В СССР такие устройства серийно не выпускаются и применяются редко, обязательно по рекомендациям НИИ.

Если аэрозоль пропускается через электрофильтр с последующим доулавливанием остатка в мокром аппарате, то заряд, полученный частицами в электрофильтре, заметно повышает эффект доулавливания.

В [30] предложена формула для расчета влияния электризации, однако она очень сложна и при практическом проектировании неприменима.

В качестве интенсификаторов в некоторых случаях применяются поверхностно-активные вещества, улучшающие смачиваемость гидрофобных частиц. В СССР производятся следующие смачиватели: ТБ, ОП-7, ОП-10, ТБ. Все они имеют сложный химический состав. Наиболее эффективным считается смачиватель ТБ.

Так, при улавливании пыли оксида свинца с медианным размером 0,6 мкм и концентрацией 80 мг/м³ в центробежном промывателе недоулов в отсутствие смачивателей составил около 9 мг/м³. а в присутствии смачивателя ТБ —0,3-0,5 мг/м³. Использование других смачивателей дало недоулов. до 1,8 мг/м³.

Применение смачивателей целесообразно лишь в условиях, когда, независимо от смачиваемости, обеспечивается сближение и соприкосновение частиц пыли с поглотительной жидкостью за счет инерционных или других сил. В противном случае смачиватели не окажут никакого влияния на протекание процесса.

В отношении электрофильтров специальными способами интенсификации можно считать некоторые специфические мероприятия, связанные с УЭС пыли.

Оптимальным является УЭС в пределах примерно от 10⁵ до 10¹⁰ Ом*см. При меньших значениях УЭС пыль мгновенно разряжается на осадительных электродах, отрывается от них и вторично уносится потоком газов. Указанное явление характерно, в частности, для золы с высоким содержанием недожженного топлива, т. е. сажи. Высокие значения УЭС, особенно 10¹¹ — 10¹³ Ом*см, наоборот, способствуют формированию на электродах неотряхиваемого слоя пыли [50], что приводит к различным осложнениям, результирующимися в резком падении степени улавливания. УЭС зависит от ряда факторов, одним из которых является температура. Кривые зависимости у разных пылей разные, но у них есть общий признак: точка максимума УЭС при определенной температуре, ниже и выше которой УЭС более или менее круто падает. В большинстве случаев максимуму УЭС соответствует температура в интервале от 100 до-200 °С, однако известны отдельные случаи максимума УЭС и при более высоких температурах. Ввиду крайнего разнообразия свойств промышленных пылей при проектировании необходимо, используя любые каналы информации, изыскивать данные о характере зависимости температура—УЭС для конкретной пыли.

Технологический процесс очистки должен быть рассчитан так, чтобы электрофильтр работал в температурном режиме, обеспечивающем максимально возможное удаление от пика УЭС. Следует напомнить, что снижение температуры несет в себе потенциальную угрозу конденсации, а повышение ограничено паспортными данными аппарата.

В определенных случаях интенсификация электростатического пылеулавливания достигается ликвидацией так называемого запирания короны. Последнее возникает при подаче в электрофильтр очень высококонцентрированного тонкодисперсного аэрозоля. Из-за малой скорости дрейфа тонкие частицы не успевают отходить от коронирующих электродов и препятствуют нормальному развитию короны. Внедрение новых коронирующих электродов с фиксированными точками разряда снизило опасность запирания короны, но не устранило ее полностью. Избежать запирания короны можно, уловив часть пыли и тем снизив концентрацию аэрозоля на подходе к электрофильтру. Однако если при этом применить аппарат, улавливающий преимущественно наиболее крупные частицы и тем самым еще более уменьшающий медианный размер дисперсной фазы, иногда получается обратный результат. Дело в том, что относительно крупные частицы дрейфуют быстрее и увлекают с собой мелкие, освобождая зону коронирования. Известны случаи, когда запирание короны удавалось устранить, убрав установленный по проекту перед электрофильтром пылеуловитель грубой предварительной очистки. Существуют и другие способы борьбы с запиранием короны: снижение скорости газа в электрофильтре, повышение напряжения на электродах и др.

Вышеизложенное касается также и мокрых электрофильтров, в которых иногда обнаруживается запирание короны.

В литературе широко описан способ интенсификации работы электрофильтров путем введения в газовый поток специальных добавок. Этот способ уже кратко упомянут в разд. 6.1. Рассмотрим его подробнее. Из добавок следует прежде всего упомянуть аммиак [88]. Экспериментально установлено, что в дымовые газы, образующиеся при сжигании экибастузского угля, достаточно ввести 0,000040 объемных долей аммиака, чтобы остаточная запыленность снизилась с 1,0 до 0,2 г/м³. Проводились опыты [43] по введению в газ хлоридов натрия и калия в количестве около 0,002 % от объема газа. Это позволило снизить УЭС пыли в 2—3 и даже в 6 раз. В мировой практике известны и другие интенсифицирующие добавки.

Ввиду слабой изученности данного способа интенсификации его можно применять только при наличии регламента НИИ.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 62; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!