5. Определение высоты слоя пены и сливного порога. Высоту порога на сливе с решетки устанавливают исходя из создания слоя пены такой высоты, которая обеспечила бы необходимую степень очистки газа.

Первоначально определяют коэффициент скорости пылеулавливания К_п, м/с:

, (9)

где η – заданная степень очистки газа от пыли.

Связь между К_п и высотой слоя пены Н, м, при улавливании водой гидрофильной пыли выражается следующим эмпирическим уравнением:

Н = К_п – 1,95ω + 0,09 , (10)

где величины К_п и ω имеют размерность м/с.

Далее определяют высоту исходного слоя воды на решетке h_o, м:

h_o = 1,43 Н^1,67 ω^-0,83. (11)

Высоту порога h_п , м, рассчитывают по эмпирической формуле

h_п = 2,5 h_o – 0,0176 , (12)

где i – интенсивность потока на сливе с решетки, кг/(м∙с)

, (13)

где b_с – ширина сливного отверстия.

При прямоугольном сечении аппарата b_с равна ширине решетки.

Содержание отчета

Отчет по практической работе должен содержать:

1) титульный лист (приложение А);

2) задание с исходными данными;

3) схему пенного пылеуловителя;

4) расчет пылеуловителя;

5) выводы.

Практическая работа № 6

РАСЧЕТ СКРУББЕРА ВЕНТУРИ

Задание: В соответствии с заданным вариантом (табл. 1) рассчитать

скруббер Вентури для очистки газов, содержащих известковую

пыль.

Таблица 1

Исходные данные

Номер варианта	Расход газа Vо, м3/ч	Разрежение перед газоочисткой p1, кПа	Концентрация пыли в газе Сн, г/м3	Температура газа t1, оС
1	1200	1,4	1,0	40
2	1400	1,4	1,2	40
3	1600	1,4	1,4	40
4	1800	1,4	1,6	40
5	2000	1,4	1,8	40
6	1200	1,6	1,0	50
7	1400	1,6	1,2	50
8	1600	1,6	1,4	50
9	1800	1,6	1,6	50
10	2000	1,6	1,8	50
11	1200	1,8	1,0	60
12	1400	1,8	1,2	60
13	1600	1,8	1,4	60
14	1800	1,8	1,6	60
15	2000	1,8	1,8	60
16	1200	2,0	1,0	70
17	1400	2,0	1,2	70
18	1600	2,0	1,4	70
19	1800	2,0	1,6	70
20	2000	2,0	1,8	70
21	2200	2,2	1,0	80
22	2400	2,2	1,2	80
23	2600	2,2	1,4	80
24	2800	2,2	1,6	80
25	3000	2,2	1,8	80
Для всех вариантов: 1) плотность газа ρо = 1,26 кг/м3; 2) давление воды, поступающей на орошение pж = 300 кПа; 3) требуемая концентрация пыли в газе на выходе из аппарата Ск = 20 мг/м3; 4) константы: В = 6,9×10-3, = 0,67.

Работа скруббера Вентури основана на дроблении воды турбулентным газовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляции и осаждении в каплеуловителе инерционного типа.

Скруббер Вентури включает в себя трубу Вентури и прямоточный циклон-каплеуловитель (рис. 1).

Очищенный газ

5

Газ

4 1 2 3

Вода

Шлам

1 – конфузор; 2 – горловина; 3 – диффузор; 4 – оросительное устройство;

5–каплеуловитель

Рис. 1. Схема скруббера Вентури

Труба Вентури состоит из конфузора 1, служащего для увеличения скорости газа, оросительного устройства 4, горловины 2, в которой происходит осаждение частиц пыли на каплях воды, и диффузора 3, в котором протекают процессы коагуляции. В каплеуловителе 5 благодаря тангенциальному вводу газа создается вращение газового потока, вследствие чего смоченные и укрупненные частицы пыли отбрасываются на стенки и непрерывно удаляются из каплеуловителя в виде шлама.

Скрубберы Вентури могут работать с высокой эффективностью η = 96-98% на пылях со средним размером частиц 1-2 мкм и улавливать высокодисперсные частицы пыли (до 0,01 мкм) в широком диапазоне начальной концентрации пыли в газе – от 0,05 до 100 г/м³.

При работе в режиме тонкой очистки скорость газов в горловине должна поддерживаться в пределах 100-150 м/с.

Расчет эффективности очистки мокрых пылеуловителей наиболее часто проводят на основе энергетического метода.

Главным энергетическим параметром мокрого пылеуловителя является суммарная энергия соприкосновения К_т, т.е. расход энергии на обработку жидкостью определенного объема газов в единицу времени.

Численную величину этого параметра определяют из следующего выражения, (кДж/1000 м³ газа):

, (1)

где Δр – гидравлическое сопротивление аппарата, Па;

р_ж – давление распыляемой жидкости на входе в аппарат, Па;

V_ж и V_г – объемные расходы жидкости и газа, соответственно, м³/с.

В соответствии с энергетическим методом расчета эффективность очистки мокрого пылеуловителя может быть определена по формуле:

, (2)

где В и - константы, зависящие от физико-химических свойств и дисперсного состава пыли.

При высоких степенях очистки оценку эффективности работы аппарата удобнее выражать не эффективностью очистки η, а числом единиц переноса N_ч – понятием, используемым в теории тепло- и массообмена, связанным с η следующей зависимостью:

. (3)

Из сопоставления выражений (2) и (3) следует, что:

. (4)

Энергетический подход упрощает расчет эффективности мокрых пылеуловителей и дает результаты, подтверждаемые опытом работы промышленных аппаратов.