2. 2. Скруббер Вентури

Скруббер Вентури применяется для отделения пылей, тумана и аэрозолей с размером частиц меньше 3 мкм.

Обеспыливание зависит, среди прочего, от:

• диаметра и плотности частиц

• размера капель и их количества

• относительной скорости между частицами и каплями.

Для получения необходимой для обеспыливания высокой относительной скорости до 100 м/с, газ, как правило, перемещается и разгоняется через газоочиститель с помощью вентилятора. При такой скорости газ разбивает на мельчайшие капли впрыскиваемую жидкость, что приводит к столкновению пылевых частиц с каплями и улавливанию частиц под действием сил инерции.

Посредством конструктивных мер возможен широкий диапазон регулирования, также при колеблющемся объёмном потоке.

Скрубберы Вентури фирмы Körting изготавливаются из всех доступных материалов, применяются в различных отраслях промышленности, классифицированы по типоразмерам – как отдельные аппараты или в комбинации с другими ступенями установки. Имеют производительность до 150.000 м³/час.

Скрубберы и циклоны с водяной пленкой. Устройства для мокрой очистки воздуха от пыли работают эффективно при обеспечении необходимого давления и количества воды. Удовлетворительная работа достигается при расходе 0,15—0,3 л воды на 1 м3 воздуха при давлении 0,15—0,3 атм. Постоянство давления и расхода воды достигается установкой промежуточных водяных бачков с шаровыми кранами или водомера. За работой скрубберов и циклонов с водяной пленкой следят по количеству шлама и величине давления воздуха до и после очистного устройства. При сопротивлении проходящему воздуху выше допустимого по паспорту необходимо конус и патрубок, подводящий воздух, очистить от накопившейся грязи. Пуск воды производится до пуска вентиляторов.[ ...]

Скрубберы Вентури широко используют в системах очистки газов от туманов. Эффективность очистки воздуха от тумана со средним размером частиц более 0,3 мкм достигает 0,999, что вполне сравнимо с высокоэффективными фильтрами.[ ...]

Скрубберы и циклоны с водяной пленкой. При ремонте этих пылеочистных устройств к герметичности предъявляются те же требования, что и для сухих циклонов. Сопла, смачивающие стенки скруббера, должны привариваться таким образом, чтобы их расположение было строго по касательной к внутренней поверхности цилиндра, по ходу вращения воздуха и с направлением вниз под углом 10°. Струя воды при этом не должна набегать на стоящую впереди форт сунку, обеспечивая равномерное смачивание.[ ...]

Скруббер орошали не постоянно, с перерывами, • нитрозные же газы подавали непрерывно. Это привело к тому, что на сухой насадке накопился образующийся в скруббере нитрат аммония, самопроизвольное разложение которого произошло со взрывом. Последствия взрыва видны из рис. 32. После аварии значительно увеличили кубовую емкость скруббера и установили указатель уровня жидкости; абсорбер снабдили регистрирующим прибором контроля подачи абсорбента в скруббер и раствора на промывку крышки аппаратов и других неорошаемых участков аппаратов. Приняли и другие меры, исключающие образование рсадков в нижней части выходной трубы и других частях аппаратов.[ ...]

Скрубберы с орошаемой насадкой .[ ...]

Скруббер с шаровой насадкой СДК — Для очистки газов от фтористого водорода, тетрафторида кремния, фосфорного ангидрида на предприятиях по производству минеральных удобрений. Для очистки газов в цветной металлургии, энергетике, химической и других отраслях промышленности.[ ...]

Скруббер полый СП — Для очистки технологических и вентиляционных выбросов от пыли и газообразных соединений фтора, хлора, сернистого ангидрида.[ ...]

Скруббер центробежный вертикальный полый СЦВП — Для очистки воздуха, удаляемого вытяжными вентиляционными системами, от пыли средней дисперсности.[ ...]

Скрубберы Вентури обеспечивают высокую эффективность очистки аэрозолей при начальной концентрации примесей де 100 г/м3. Если удельный расход воды на орошение составляет 0,1 ...6,0 л/м то эффективность очистки равна.[ ...]

Сухие скрубберы создают пепел, который должен собираться для утилизации. Как влажная, так и сухая зола создает трудности при перемещении, а ее утилизация может стать проблемой, поскольку большинство свалок не принимает такой вид отходов. Как влажная, так и сухая зола может быть сильно щелочной, если сожженные резиновые смеси были сильно нагружены карбонатом кальция.[ ...]

1. 8 билет. Сформулируйте основные черты процесса седиментации.

Сепарационные процессы можно различать как процессы разделения твердое-твердое, твердое-жидкость, и твердое-газ.

Последние два являются предельными случаями разделения твердое –твердое, когда размер частиц одной из фаз бесконечно мал.

В сепарационном процессе твердое-твердое исходный материал состоит из частиц с размерами зерен между x_min und x_max .

Для достижения технологической цели (выделить твердую фазу) важно добиться надлежащей скорости оседания.

В осадительном аппарате процессы осветления и сгущения протекают обычно одновременно

При рассмотрении и расчете процессов в гравитационном осадителе-осветлители принимают одномерную схему течений.

Взаимодействие частиц в дисперсных системах

Между соседними частицами (а также между частицами и жидкой фазой) действуют силы Ван-дер-Ваальса (дополнительно к электростатическим, магнитны и т.д. силам).

Эти взаимодействия могут в случае досточного сближения частиц привести к образованию агрегатов из отдельных частиц.

Следует различать агломерацию (объединение твердых частиц) и коалесценцию - объединение капель или пузырей

Механизмы связи частиц между собой и

силы, действующие между твердыми частицами

1. Связь между частицами посредством адгезионных сил,

2. Связь посредством смачивающей жидкости,

3. Связь посредством высоковязких средств,

4. Связь посредством твердых перемычек,

5. Связь из-за особенности формы частиц,

6. Связь посредством органических макромолекул.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № _10

2. Расскажите о модели функции разделения T(d) для бесконечно длинного поперечно-потокового классификатора (гидроциклона) с учетом условий турбулентности.

Модель для поперечно-поточной сепарации

h

- Длина пути сепарации от подачи исходного материала до вывода грубого материала

• В ысота сепарационного аппарата

-Толщина слоя потока

- Средняя скорость потока

-скорость оседния частицы

-объемный поток (расход)

- Ширина классирующего аппарата

Условие для зерна разделения:

Размер зерна разделения d_T теоретически зависит лишь от расхода суспензии, отнесенной к площади аппарата.

Гидроклассирование в центробежном поле важно для сепарации мелких (порядка 10 мкм) и мельчайших (ниже 1 мкм) фракций.

Характеристикой интенсификации сепарации с помощью центробежной силы служит сравнение центробежной и гравитационной сил:

Различают два вида центробежных классификаторов

Гидроциклоны

Неподвижный цилиндрическо-конический корпус, в который под давлением вводится суспензия. Благодаря устройству впускного сопла суспензия совершает циркуляционное движение.

Гидроциклоны в основном используются как классификационные аппараты, но и как загустители или осветители суспензий

Центрифуги

Вращающийся цилиндрически-конический корпус, который передает вращающее движение суспензии посредством трения между стенкой и жидкостью.

Центрифуги часто используются для отделения частиц мельче 1мкм из жидкости. Реже как классификатор мельчайших частиц.

Турбулентность можно определить как течение со стохастическими колебаниями скорости в каждой точке потока. Вследствие этого (так же как и в газе из-за молекулярного движения) возникает диффузионный транспорт, который может быть описан диффузионным коэффициентом D_t, аналогично молекулярному диффузионному процессу

A-

Исходный

K1-

Крупный

Поперечно-поточное гидроклассирование

(объем раскола, расщепления)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № _11

2. Расскажите вкратце об адгезионном взаимодействии частиц

Взаимодействие частиц в дисперсных системах

Между соседними частицами (а также между частицами и жидкой фазой) действуют силы Ван-дер-Ваальса (дополнительно к электростатическим, магнитны и т.д. силам).

Эти взаимодействия могут в случае досточного сближения частиц привести к образованию агрегатов из отдельных частиц.

Следует различать агломерацию (объединение твердых частиц) и коалесценцию - объединение капель или пузырей

Механизмы связи частиц между собой и

силы, действующие между твердыми частицами

1. Связь между частицами посредством адгезионных сил,

2. Связь посредством смачивающей жидкости,

3. Связь посредством высоковязких средств,

4. Связь посредством твердых перемычек,

5. Связь из-за особенности формы частиц,

Связь посредством органических макромолекул.

Непосредственная связь адгезионными силами

Т

Адгезионные силы между частицами

вердые частицы обычно не имеют возможности объединяться друг с другом посредством химических (гетерополярных, гомеополярных и металлических) связей, так как они полностью насыщены. Особенно эффективны силы Ван-дер-Ваальса. Они имеют небольшой диапазон расстояния действия, но при тесном контакте между сухими частицами имеют большое значение. Эти силы тем важнее, чем мельче частицы. Силы Ван-дер-Ваальса всегда присутствуют, когда атомы или молекулы взаимодействуют между собой. Они возникают из-за электрических дипольных моментов атомов и молекул, поскольку атомы и молекулы представляют собой электрические системы с движущимися зарядами. Электростатическое притяжение происходит между противоположно заряженными поверхностями. Электропроводящие материалы заряжаются из-за имеющегося электронного переноса заряда (контактный потенциал), изоляционные получают избыточные заряды при трении, шлифовании и т.д.

1. Для мелких частиц (<100 µm) силы В-д-В много выше гравитационных и электрических

2. Шероховатость частиц играет большую роль для адгезионной силы F_H

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № _12

2. Назовите 5 видов методов сепарации и их области применения.

Процесс	Цель процесса
Классификация	Разделение коллективов частиц в продукты частиц различной крупности
2. Сортировка	Разделение смеси частиц на части по свойствам материалов.
3. Отделение жидкости	Разделение жидкой и твердой фаз
4. Осветление	Полное изъятие твердой фазы из жидкости
5. Отделение пыли	Разделение фаз газ-твердое

билет13 . Расскажите о газоочистке при использовании аппаратов фильтрования.

В технике пылеулавливания используются несколько механизмов разделения (гравитационное осаждение, центрифугирование, инерционные эффекты, блокирование, эффекты электростатического осаждения, диффузионный эффект).

При отделении пыли от газа, ее нужно накопить в пространстве , свободном от потока, или осадить на поверхности разделительной среды и зафиксировать для последующего удаления из сепаратора.

Аэроциклоны (Gas-/Aerozyklon) являются наиболее часто используемых аппаратов газоочистки (надежная техника, низкие эксплуатационные расходы). Они используется в основном в качестве сепаратора предварительной очистки. Предсказание достижимой степени разделения фаз происходит в основном на эмпирическом пути.

S-тип кривой сепарации (функции сепарации) может быть представлена ​​эмпирически в экспоненциальной форме. Расчет полного разделение должен быть сделан с учетом соответствующих предельной нагрузки газового потокa mGr. Он рассчитывается по-разному при нагрузках ниже предела и выше порога.

Организация последовательного подключения нескольких классификаторов в последовательную цепь приводит к существенным изменениям в характеристиках сепарации. Как вариант, здесь может рассматриваться самозацикливание канал мелкой фракции – впуск.

Основной принцип при пылеулавливании:

Траектории газа и частиц должны быть различными, обеспечивая пространственное разделение фазe в сепараторе.

Частицы должны быть уловлены («зафиксированы», чтобы затем быть удалены из сепаратора.

Отделение дисперсного вещества из газовой фазы называют также пылеулавливанием. Пылеулавливание осуществляется техническими устройствами.

Возможны две технологические цели для пылеулавливания: а) Возврат ценных дисперсных материалов (Nutzstäube) б) Поддержание чистоты (очистка воздуха) В дополнение к решению задач охраны окружающей среды, возможны и следующие приложения : 1. гигиена труда (Очистки воздуха) 2. Безопасность технологий (Избежание неприятных ощущений и опасностей (например, взрыва пыли)) 3. Меры по обеспечению качества продукции (Чистые помещения для производства лекарственных средств, электронных или оптических компонентов), Операционные помещения без каймов (зародышей) в области медицины, снижения износа автомобильных двигателей с воздушным фильтром).

билет14 .

Какие геометрические характеристики отдельной частицы Вам известны?

Для характеристики дисперсной системы применяют функции распределения частиц по размерам.

Важнейшие термины здесь следующие:

1. Фракция частиц или класс частиц определенного размера.

2. Функция распределения частиц по размерам

3. Плотность распределения частиц по размерам.

4. Доля частиц в некоторой фракции

5. Вид распределенной величины

Характеристические величины для коллектива частиц являются: Медианное значение

Модальное значение

Средний размер частиц

Саутеров диаметр

И др.

Функция распределения частиц по размерам часто может быть приближенно описана одной из математических формул. Обычно для этого используют функции, которые содержат две константы (параметра). Например, такой функцией является РРСБ-функция (RRSB- Funсtion).

На практике, даже для частиц правильной шарообразной формы, размеры будут меняться в зависимости от положения частицы на подложке.

В связи с этим говорят о распределении размера частицы в некоторой области разбросов.

Для частиц неправильной формы пользуются понятием эквивалентной сферы.

Объем, площадь поверхности проекции, ее периметр – это геометрические характеристики. Все они могут быть определены через диаметр эквивалентной сферы.

Физические размеры частиц

Любое физическое свойство, которое определяется размером частицы может быть использовано для определения ее эквивалентного диаметра. Для этого нужно знать связь указанного свойства и размера. Наибольшую важность имеют следующие размеры (диаметры):

Распределение частиц по размерам

Общее представление

Пусть имеется коллектив частиц, который характеризуется набором размеров частиц и соответствующих долей какого-нибудь количественного фактора (например объема).

Выберем абсциссу в системе координат для обозначения размеров частиц х. В качестве х может выступать размер ячейки сита, или эквивалентный диаметр. Назовем фракцией размером x_i частицы, размеры которых лежат между x_i и x_i-1 .

Соответствующий i-тый интервал

Dx_i= x_i – x_i-1 .

билет15

Расскажите об уравнении слоеобразующего фильтрирования при постоянном давлении.

Закон Дарси закон фильтрации жидкостей и газов в пористой среде. Исторически закон был получен А.Дарси экспериментально^[1], но может быть получен с помощью осреднения уравнений Навье – Стокса, описывающих течение в масштабе пор (в настоящее время имеются доказательства для пористых сред с периодической и случайной микроструктурой). Выражает зависимость скорости фильтрации флюида от градиента напора:

где:   — скорость фильтрации,   — коэффициент фильтрации,   — градиент напора.

В теоретической гидродинамике

В фундаментальной механике сплошных сред при изучении течений жидкостей и газов в пористой среде широко применяется дифференциальная форма закона Дарси (здесь приведён для движения в поле тяжести):

где   — внешнее давление,   — плотность флюида,   — его динамическая вязкость,   — ускорение свободного падения,   — вертикальная координата.

Область применимости закона Дарси

Закон Дарси применим для фильтрации жидкостей, подчиняющихся закону вязкого трения Ньютона (закону Навье — Стокса). Для фильтрации неньютоновских жидкостей (например, некоторых нефтей) связь между градиентом давления и скоростью фильтрации может быть нелинейной или вообще неалгебраической (например, дифференциальной).

Дарси проводил эксперимент. Труба наполненная песком. Количество воды протекает через слой пропорционально разности давлений.

билет 16

Дайте описание функции распределения частиц по размерам и укажите ее основные свойства.

Пусть имеется коллектив частиц, который характеризуется набором размеров частиц и соответствующих долей какого-нибудь количественного фактора (например объема).

Выберем абсциссу в системе координат для обозначения размеров частиц х. В качестве х может выступать размер ячейки сита, или эквивалентный диаметр. Назовем фракцией размером x_i частицы, размеры которых лежат между x_i и x_i-1 .

Соответствующий i-тый интервал

Dx_i= x_i – x_i-1 .

Средний размер частиц в интервале i можно определить как среднеарифметическое

Нанесем на оси ординат количественные доли (например, объемные доли), всех частиц до х(итая)

Пример: просев на определенном размере ячейки. Это будет доля выбранной величины (например, объема) всех частиц в интервале от x_min до x_i .

Такая функция называется Суммарная Функция Распределения (Distribution)

Можно ввести разность

- это будет доля частиц в выбранном интервале x_i-1 до x_i .

билет 17