21.Основные закономерности движения и осаждения аэрозольных частиц

В основу действия пылеулавливающего аппарата положен определенный

физический механизм. В пылеулавливающих устройствах находят применение

следующие способы отделения (осаждение) взвешенных частиц от взвешивающей среды, т. е. воздуха (газа):

1) Гравитационное- осаждение в гравитационном поле, при этом пылевые

частицы осаждаются из потока запыленного воздуха под действием силы тяжести. Для этого необходимо создать соответствующий режим движения запыленного воздуха в аппарате с учетом размера частиц, их плотности и т. д.

2) Инерционное - осаждение под действием сил инерции, которое основано на

том, что пылевые частицы и взвешивающая среда ввиду значительной разности

плотностей обладают различной инерцией. Пылевые частицы, двигаясь по инерции,отделяются от газовой среды.

3) Центробежное- осаждение под действием центробежной силыпроисходит при криволинейном движении пылегазового потока отбрасывании частиц пыли на перифериюаппарата и его осаждение.

4) Фильтрационное- осаждение на основе эффекта зацепления пыли в узких

извилистых каналах и порах при прохождении через фильтровальный материал

газового потока.

5) Электрическое - осаждение в электрическом поле, где частицы пыли получают электрический заряд и двигаясь к электроду с противоположным знаком, осаждается на нем.

6) Мокрое– осаждение на за счет смачивания поверхности элементов аппаратов

водой или другой жидкостью и слипания частиц пыли.

7) Акустическое – осаждение в акустическом поле при прохождении через

источник звука и ультразвука..

8) Термофорезное – отталкивание частиц нагретыми телами.

9) Фотофорезное– отталкивание частиц вследствие неравномерного освещения

сторон частиц и их нагрев.

10) Магнитное – осаждение под действием магнитного поля и разницы

электрического заряда.

11) Биологическое– осаждение за счет жизнедеятельности микроорганизмов.

По основному механизму отделения пыли и носит название пылеулавливающий аппарат. В пылеулавливающем устройстве, наряду с основным механизмом улавливания, обычно используются и другие закономерности. Благодаря этому общая и фракционная эффективность аппарата достигает более высокого уровня.

22 Материальный баланс и кинетика процесса абсорбции

Абсорбцией называют процессы избирательного извлечения одного или нескольких газовых или жидких компонентов из газовой или газовоздушной смеси (ГВС) жидким поглотителем - абсорбентом.

Расчет процесса абсорбции основывается на материальном балансе, из которого определяют расходные параметры по абсорбенту и размеры аппарата.

Если известен объем очищаемого газа G1 и начальная концентрация компонента в газовом потоке у1 ив абсорбенте, подаваемом на очистку х1, объемный расход которого L, то по степени насыщения абсорбента определяют конечную концентрацию компонента х2 в абсорбенте и остаточную концентрацию компонента у2 в отходящем газовом потоке, тогда количество поглощенного компонента будет: Gk = G1 (y1 -У2)

Общее уравнение материального баланса: G*(y1-y2) = L*(x2-X1) Конечное содержание поглощаемого компонента у2 в газовом потоке определяется в соответствии с равновесной концентрацией его в жидкости, которая определяется по формулам, приведенным выше.

Определение эффективности реальных аппаратов основано на кинетических закономерностях процессов массопередачи, что можно отразить следующим соотношением: GK= dG/dt=K*F*˄, где К – коэффициент массопередачи; ˄ - движущая сила процесса; F - площадь поверхности контакта фаз, м К и ˄ завися от многих параметров (технологического режима, конструкции аппаратов и др.).

Кинетика процесса определяется законами Фика и уравнением массоотдачи.

Широко применяют выражение для коэффициента массопередачи Кs как отношение его к площади поверхности контакта фаз или к площади насадки, тарелки. Если при этом движущая сила выражается через ˄, кг/м3, то единица измерения К -м/с.

Коэффициент массопередачи относят также к объему аппарата, получая объемный коэффициент массопередачи Кv, с-1 или ч-1: Кv = К * a, где a - удельная поверхность контакта фаз.

Так как интенсивность переноса массы в газовой фазе (частный коэффициент массоотдачи βг и в жидкой (частный коэффициент массоотдачи βж различна, то значения βг и βж определяют по разным зависимостям, и их соотношения для различных процессов также различно. Тогда выражение общего коэффициента массопередачи через частные имеет вид: К=1/(1/βт+1/Кг-βж)

Соотношение между 1/βг и 1/Кг *βж позволяет определить долю сопротивления в газовой и жидкой фазах вз ависимости от Кг, зависящей от абсорбента, степени его насыщения, температуры и др.

Значения βт и βж находят по экспериментальным зависимостям, рекомендуемым для определенных конструкций аппаратов.

В случае прямолинейной равновесной зависимости и постоянстве βг и βж по высоте абсорбера количество переданной массы составит G* (y1-y2) = Кs*F*˄ или y1-y2/˄ = KsF/G = N

Последнее выражение называют числом единиц переноса. По аналогии с записью коэффициентов массопередачи можно написать: N = Nг + КгGNж/L, где Nг и Nж - число единиц переноса в газовой и жидкой фазах соответственно. Число единиц переноса через объемные коэффициенты передачи выражается N = KvVan/G = KvSH/G, где Van - объем аппарата, S – площадь поперечного сечения, Н - высота аппарата. Тогда высота аппарата Н = NG/K*v*S, причем G/(KvS) отвечает высоте аппарата, для которого число единиц переноса равно единице и называется высотой единицы переноса. Число единиц переноса определяют графически.