Lucrarea scruber-elor Venturi se bazează pe zdrobirea apei printr-un flux de gaze turbulente, prin prinderea particulelor de praf de picăturile de apă, prin coagularea lor ulterioară și prin sedimentarea într-un catcher de tip inerțial.
Dispozitivul și munca. Cel mai simplu scruber Venturi (fig. 8.5 a) cuprinde un tub Venturi (fig. 8.5, b), și o dată prin ciclon. tub Venturi constă în servind pentru a crește viteza gazului converger, care sunt plasate dispozitiv de irigare a gâtului, unde depunerea particulelor de praf de pe picăturile de apă, și un difuzor, în care procesele de coagulare a fluxului, precum și prin reducerea vitezei de recuperare o parte a presiunii cheltuite pentru crearea viteza mare a gazului în gât. In eliminatoare de vapori este creat de admisie a gazului tangențial de rotație a fluxului de gaz, prin care particulele de praf sunt umezite agregate și aruncate, iar pereții sunt îndepărtați în mod continuu din eliminator sub formă de nămol.
Fig. 8.5. Venturi scrubber: a - vedere generală; b - tub Venturi normalizat. 1 - confuzor; 2 -gorlovina; 3 - difuzor; 4 - alimentare cu apă; 5 - captura de picături
epuratoarelor poate funcționa cu eficiență ridicată: h = 96h, 98% pentru pulberi având o dimensiune medie a particulelor de 1-2 microni și prinderea particule fine de praf (până la submicronice), într-un interval larg de concentrație inițială în gazul - de la 0,05 până la 100 g / m 3. Atunci când funcționează în purificarea fină a pulberilor extrem viteza gazului în gât să fie menținută în 100-150 m / s, iar debitul specific de apă - în intervalul 0.5-1.2 dm 3 / m 3. Acest necesită o cădere de presiune mare ((Dp = 10-20 kPa) și, prin urmare, semnificativă pe o energie de gaz curat. In unele cazuri, atunci când tubul Venturi functioneaza numai ca coalizare, înainte de purificare fină ulterioară (de exemplu, electrostatic) sau pentru captarea particule de mari dimensiuni praf de mai mult de 5 până la 10 microni, viteza în gât poate fi redusă la 50-100 m / s, ceea ce reduce semnificativ costurile energiei.
Strângerea capturilor lichide și a prafului în tubul Venturi. Când un lichid este introdus într-un curent de gaz, picăturile mari sunt zdrobite în turbine mai mici datorită energiei fluxului turbulent atunci când forțele externe care acționează asupra căderii depășesc forțele de tensionare superficială. Plecând de la echilibrul presiunii dinamice asupra picăturilor și forțelor de tensiune superficială, Prandtl a obținut următoarea expresie pentru diametrul picăturilor rezultate: dk:
unde s este coeficientul de tensiune superficială, n / m; rg este densitatea gazului, kg / m3; wg este viteza gazului față de picături, m / s; C este o constantă (C1).
Formula cea mai corectă și mai fiabilă pentru determinarea diametrului mediu al picăturilor a fost propusă de cercetătorii japonezi Nukiyama și Tanazawa pe baza unui număr mare de experimente atent realizate;
unde r este densitatea lichidului, kg / m3; mzh este coeficientul dinamic al vâscozității lichidului, Pa · s; Vg și Vzh - debitele de volum ale gazului și lichidului, m 3 / s
Limita de stabilitate a unei picături determină valoarea critică a criteriului Weber We = rr · wr 2 · l / s. caracterizând raportul dintre forțele inerțiale ale fluxului de gaz și forțele de tensiune superficială. Pentru We> Wecr, picatura pierde stabilitatea și începe să se descompună, cu noi Când alimentăm lichidul de irigație în venturi, viteza sa inițială este neglijabilă. Datorită forțelor de presiune dinamică ale fluxului de gaz, picăturile, simultan cu strivirea, primesc accelerații semnificative, iar la capătul gâtului se obține o viteză apropiată de debitul de gaz. În difuzor, vitezele fluxului de gaz și picăturile cad, iar datorită forțelor inerțiale viteza picăturilor depășește viteza fluxului de gaze. Prin urmare, captarea particulelor cu picături are loc cel mai intens la capătul confuzorului și în gât, unde viteza gazului relativ la picături este deosebit de semnificativă și coagularea cinematică este cea mai eficientă. Marile Picăturile debitului procesele de strivire schimba picăturile de viteză și a prafului, evaporarea parțială și condensarea picăturilor de vapori într-un volum foarte mic al tubului Venturi (în principal în gât) și superpoziția acestor procese pe fiecare parte, este extrem de dificil de a crea teoria funcționării acestui aparat. Schimbul de căldură, într-o conductă Venturi. Dacă gazul este răcit într-o conductă Venturi, atunci neglijând pierderile pentru mediu (nu mai mult de 3-5%), echilibrul de căldură poate fi exprimat prin următoarea ecuație: unde Q1 este căldura emisă de gaz, kW; Q2 este căldura utilizată pentru încălzirea lichidului de irigare de la temperatura inițială Tn la temperatura finală Tc. kW; Q3 este căldura utilizată pentru evaporarea unei părți din lichidul de irigare, kW. Căldura emisă de gaz, Căldura utilizată pentru încălzirea apei de irigare, cu condiția ca aceasta să fie încălzită la temperatura unui termometru umed Tm: unde V2 este volumul gazelor la ieșire, m 3 / s; m este debitul specific de apă calculat în funcție de condițiile de ieșire, kg / m3; IN. iκ - entalpia inițială și finală a apei, kJ / kg. Căldura consumată la evaporarea unei părți din apa furnizată, unde # 966; Este coeficientul de evaporare. Înlocuind expresiile extinse în ecuația echilibrului termic, o putem rezolva prin metoda aproximării succesive cu privire la orice cantitate de interes pentru noi. Temperatura gazului la ieșirea tubului Venturi poate fi determinată din următoarea relație empirică, valabilă în viteza gazului în gât m / s, la un consum specific de apă m = 0,61,3 kg / m3, iar inițial temperatura T1 gaz = 100 900 ° C: NIIOGazom se oferă estimarea eficienței schimbului de căldură în conductele Venturi cu coeficientul de transfer termic condiționat Kusl. raportat la unitatea de masă de gaz: unde Q este cantitatea de căldură eliberată de gaz, W; DT este diferența medie de temperatură dintre gaz și apă, о С; Mg este debitul masic de gaz, kg / s. Valoarea coeficientului de transfer termic condițional în vitezele de gaz w2 = 17 ÷ 160 m / s și debitul specific de apă m = 0,12 ÷ 4,0 kg / m3 poate fi determinat prin următoarea relație empirică: Valorile numerice ale coeficienților pot fi luate aproximativ egale cu: A = 0,05 ÷ 0,07; B = 0,51; C = 0,71. Organizarea irigării țevilor Venturi Conform metodei de alimentare cu fluide, tuburile venturi utilizate în metalurgie sunt împărțite în trei grupe: a) cu irigare cu duză (figura 8.6, a); b) cu irigarea filmului (Figura 8.6, b); c) cu irigare periferică (Figura 8.6, c).
Fig. 8.6. Metode de irigare a conductelor Venturi: a - irigare cu duze; b - irigarea filmului; - irigarea periferică. 1 - injector; 2 -confuzie; 3 -gorlovina; 4-camera pentru apa; 5 -ustup; 6 - difuzor.
Cu alimentarea centrală a apei (figura 8.6, a), duza este instalată la distanță (1-1,5) d1 în fața confuzorului. Diametrul maxim al zonei de irigare a duzei nu trebuie să depășească 500 mm; La diametrele mari ale conductei de gaz pot fi instalate mai multe injectoare. Debitul de apă al duzei este determinat de formula:
unde n este numărul de duze.
Diametrul deschiderii duzelor df. se găsesc din expresie
unde m - coeficientul de debit al apei este aproximativ egal cu 0,73; p - presiunea apei înaintea duzelor (nu mai puțin de 150 kPa); rv - densitatea apei, kg / m 3.
Sursa de alimentare cu periferice este utilizată în conductele Venturi de secțiune transversală circulară și dreptunghiulară. Această alimentare vă permite să organizați o irigație mai uniformă în țevi mari, în special în țevi dreptunghiulare, prin găuri de pe două laturi opuse, eșalonate. Numărul necesar de găuri n pentru injecția de apă (diametrul do) poate fi determinat aproximativ prin următoarea formulă:
unde a este lățimea gâtului tubului Venturi dreptunghiular; și u sunt coeficienții cinematici ai vâscozității gazului și, respectiv, lichidului.
Apa este adesea furnizată porții inițiale a gâtului. Furajul periferic permite curățarea găurilor fără a opri mașina, reduce semnificativ uzura abrazivă și încetinește creșterea depozitelor pe dispozitivele de irigare.
Cu irigarea filmului, apa furnizată curge continuu de-a lungul pereților confuzorului, formând o peliculă regenerabilă (Fig.8.6, b). Fragmentarea filmului în picături are loc datorită energiei fluxului de gaze de mare viteză. Principalul avantaj al irigării filmului este absența găurilor mici predispuse la supraaglomerare și înfundare, precum și posibilitatea de a furniza apă de calitate redusă pentru irigare, ceea ce este foarte important în condițiile de reciclare a alimentării cu apă a curățării gazului. Irigarea prin film elimină complet depozitele de praf, formate de regulă la limita dintre suprafețele uscate și umezite ale confuzorului. Cu toate acestea, irigarea filmului asigură uniformitatea distribuției apei pe secțiune numai atunci când lățimea sau diametrul gâtului nu este mai mare de 100 mm.
În unele modele, se utilizează metode combinate de irigație, de exemplu, alimentarea centrală este combinată cu un film.
Diferite tipuri de epuratoare Venturi. De interes sunt așa-numitul ejector Venturi scrubere, în care cea mai mare parte din energia consumată pentru purificarea gazului, este alimentat în lichidul de spălare, prin conducta convergentă dispusă în duza sub presiune de 0,6-1,2 MPa și mai sus. jet mare de energie de fluid este consumată pe de o parte, și ejectarea transportul gazului prin aparat, iar pe de altă parte - pe de purificare a gazelor. Sub presiunea corespunzătoare și rata de lichid de spălare curge nu poate decât să aducă la zero rezistența hidraulică a aparatului, dar, de asemenea, pentru a crea o presiune pozitivă. In practica industrială, există exemple de scruber ejector fără evacuare a fumului de evacuare a gazelor purificate direct în coș. viteza de curgere a gazului în secțiunea de gât (camera de amestecare), se recomandă să se aleagă în termen de 10-35 m / s, iar lungimea camerei de amestecare - în jurul a trei diametre sale. Viteza de curgere a lichidului din duză în epuratoarele ejector este mult mai mare decât în cazul epuratoarelor venturi convenționale.
A fost dezvoltată o serie standard de epuratoare de tip ejector de tip CJS cu o productivitate de 50 până la 5000 m 3 / h (Figura 8.7). Caracteristica hidrodinamică a epuratorului de ejector este prezentată în Fig. 8.8. Vapa maximă posibilă creată de sistemele de acest tip este de 0,6 kPa. Pentru a reduce costurile specifice ale lichidului de irigație, se recomandă creșterea presiunii din fața duzelor la 5-10 MPa. Este promițătoare să se utilizeze apă supraîncălzită pentru irigarea epuratoarelor de ejector, care formează un sistem cu două faze de picături de vapori-lichid atunci când trec printr-o duză.
Fig. 8.7. Scruber ejector tip СЭЖ: 1 corp; 2 - camera de aspirație; 3 - duză: colector de praf de 4 ecranuri; 5 - camera de amestecare.
Fig. 8.8. Caracteristicile hidrodinamice ale scruberului ejector la diferite presiuni ale compresorului: 1 - 700 kPa; 2 - 566 kPa; 3 - 420 kPa; 4 - 280 kPa; 5 - 140 kPa
Pentru instalațiile cu consum de gaz variabil în timp, se folosesc țevi Venturi cu o secțiune transversală variabilă a gâtului, care permit o viteză optimă în gât, în ciuda fluctuațiilor fluxului de gaze. ONG "Energostal" a dezvoltat proiectarea unei astfel de țevi cu palete rotative (Figura 8.9, a). Sunt propuse structuri în care variația secțiunii gâtului este efectuată prin mișcarea de mișcare alternativă a unei inserții conice plasate într-un confuzor sau difuzor (Fig.8.9, b). Există și alte modele care, totuși, nu au primit o distribuție largă.
Fig. 8.9. Schemele de țevi Venturi dreptunghiulare și rotunde cu gât reglabil: a - cu lame rotative; b - cu inserție conică
Dificultățile legate de organizarea irigării țevilor circulare Venturi mari au necesitat crearea unor structuri de grup constând din mai multe țevi paralele. Un aranjament de grup de șase sau opt conducte Venturi a fost utilizat pe scară largă, permițând monitorizarea fiecărei conducte și reglarea funcționării acesteia. Uneori pachetele de baterii sunt utilizate din țevi cu diametrul de 90 mm, cu o irigare totală pentru întreaga baterie.
Tuburile cu ventuze cu gât rectangular reglabil, cu o secțiune transversală mare, s-au dovedit destul de bine în practică. Pentru a evita dimensiunile inutil de mari și pentru o anumită redundanță, în majoritatea cazurilor sunt instalate două țevi, care lucrează în paralel cu gâtul care nu este complet deschis. Dacă o țeavă eșuează, cealaltă poate funcționa cu o capacitate crescută.
Atunci când se captează pulberi foarte dispersate, aranjamentele se fac cu includerea secvențială a două tuburi cu un gât reglabil dreptunghiular. În acest caz, prima în cursul gazelor, conducta funcționează cu o mică presiune de presiune, pregătește gazele pentru purificare, iar a doua - în modul de curățare fină. Astfel de scheme sunt utilizate pe scară largă în purificarea gazului de conversie și a producției de feroaliaj.
Configurația bateriei țevilor Venturi ale sistemului Solivor, care este acționată de efectul de condensare (Figura 8.10a), prezintă interes pentru compania franceză Irsid-Cafl. Sistemul constă din patru etape consecutive (Figura 8.10, b), fiecare dintre ele având mai multe conducte de presiune joasă. Un flux de gaz praf intră în camera de intrare, unde este saturată cu umiditate datorită irigării cu un lichid fin dispersat. În acest caz, sunt depuse particule mari de praf. Saturați cu umiditate, gazele intră în tuburile venturi din prima etapă. În confuzor, presiunea gazului scade, care este însoțită de evaporarea picăturilor de umiditate conținute în gaz. În difuzor, datorită creșterii presiunii, vaporii de apă se condensă pe particulele de praf, care se coagulează rapid și se usucă cu praf grosier. Gazele eliberate din particulele lărgite sunt trimise în cea de-a doua etapă, unde se repetă procesul, etc. Patru etape sunt suficiente pentru a permite particulelor de praf cu un diametru mediu de 0,3 μm să fie prinse cu 99,9%
Fig. 8.10. Sistemul de condensare a conductelor Venturi ("Solivor"): atomizor cu jet; 2 - duza de pulverizare grosieră; 3 - rezervor-sedimentator; 4 - retragerea particulelor mari; 5 - retragerea particulelor fine.
Rezistența hidraulică a dispozitivului este
4000 Pa, însă necesită un debit mare de apă de înaltă calitate și pulverizare foarte fină, însoțită de costuri considerabile de energie. Prin urmare, beneficiile economice nu sunt atât de mari.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: