Студопедия — Шығарылымдарды шаң ұстап қалушы аппараттарда тазарту алдында дайындау
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Шығарылымдарды шаң ұстап қалушы аппараттарда тазарту алдында дайындау






Шығарылымдарды тазарту алдында дайындау – газдарды тазартудың болашағы зор әдістерінің бірі, себебі осыған орай меншікті тазарту құны аз болатын аппараттарды алу мүмкін болады. Әдетте газдарды өлшенген бөлшектерден тазартуды дайындау келесі бағыттарда жүргізіледі:

- Шаңдалған газдарды суыту. Кейбір жағдайларда шығарылатын газдар температурасы жоғары болады. Ал ең тиімді шаң ұстап қалушы аппараттар, газдар температурасы 200-300 оС болғанда дұрыс функционалдайтын болғандықтан, оларды суыту керек болады.

- Коагуляцияның әртүрлі механизмдерінің көмегімен шаң бөлшектерін ірілету. – газдарды алдымен қарапайым энерго сыйымдылығы аз болатын аппараттарда алдын ала тазарту арқылы концентрациясын төмендету.

- Шаңдалған газдарды ылғалдату. Бұл кезде шаңның УЭС мәні төмендейді әне короналаушы мен тұндырушы электродтар арасында аралық қасиеттер жақсарады.

- Су мен қышқылдар буларының конденсациясын болдырмау үшін газдарды қыздыру.

- Газ ағымына арайы қоспаларды енгізу (аммиак, күкіртті ангидрит). Бұл қоспалар электр сүзгілерде шаң ұстап қалу үрдісін қарқындатады.

Коагуляция. Аэрозоль әрдайым өзгерістерге ұшырап отырады. Қалқымалы бөлшектерге әртүрлі күштер әсер еткен кезде, белгілі бір жағдайларда бөлшектер бір бірімен қосылғанша жақындасуына қол жеткізуге болады, осының нәтижесінде өлшенген бөлшектер коагуляциясы деп аталатын, бөлшектердің ірілену үрдісі басталады. Бөлшектердің орта өлшемінің ұсақ бөлшектердің қосылуы есебінен ұлғаюы агрегат түзумен бірге жүреді және бұл бөлшектерді әрі қарай газ тазарту аппараттарында тұндыруды айтарлықтай оңайлатады.

Ұсақ бөлшектер коагуляциясы Броун қозғалысының есебінен немесе сонымен қатар гидродинамикалық, гравитациялық, акустикалық, электрлік және басқа күштер есебінен жүзеге асуы мүмкін. Агломераттар түзілу үрдісімен қатар түзілген ірі бөлшектердің бұзылу үрдісі жүреді.

Аэрозольді бөлшектердің соқтығысу ықтималдығы жоғары болған сайын, коагуляция да қарқынды жүреді. Ұсақ бөлектер ірі бөлшектерге қрағанда коагуляцияға көбірек ұшырайды. Газ ортасында шаң тәрізді бөлшектердің концентрациясы өскен кезде коагуляция үрдісі де жылдамдайды. Көптеген аэрозолді бөлшектердің коагуляция жылдамдығы келесі заңдылыққа бағынады:

(5.91.)

Мұндағы n— бөлшектердің белгілі бір уақыт аралығындағы концентрациясы τ (в с), 1/м3; n0— бөлшектердің бастапқы концентрациясы, 1/м3; Кk — коагуляция константасы, м3/с.

Бұдан коагуляция үрдісі нәтижесінде бөлшектердің сандық концентрациясының жылдамдығы келесі теңдеуден анықталады:

 

N=-dn/dt = -Kkn2 (5.92)

 

Мұндағы N— коагуляция жылдамдығы, бөлшектердің бірлік көлемде және бірлік уақыт аралығында кездесу санына сәйкес келетін мән. 1/(м3с).

Бөлшектердің сандық концентрациясы жоғары болатын, бастапқы уақыт аралығында, коагуляция жоғары жылдамдықпен жүреді, бірақ кейін жылдамдық тез төмендейді.

Сурет 5.94 - Жылжымайтын ауада бөлшектердiң шоғырлануының өзгерiсi уақытында:1, 2,5,4— сәйкесінше шаң көтергіш, шаған, қайыңдар, қызыл ағаш.

 

5.94-ші суретте коагуляцияның периодты уақытында есеп шоттың концентрациясының өзгеруі және сол уақытта вдвоеда бөлшектің санының азайғаны кһрсетілген.

Жылулық (броундық) коагуляция. Броундық коагуляцияның негізінде ең жас бөлшектің астан-кестен болған, ретсіз қозғалысы - 0,1 мкм -ге дейін жатады. Жылылық коагуляциясының үдерісі табиғаттан, яғни шаңды бөлшектерден азғантай ғана әсер етеді.

Жылулық коагуляцияның константасы Кбр (в м3/с) формулада өлшенуі мүмкін

(5.93)

Мұндағы, кб = 1,38-10-23 Дж/К —Больцманның жиілігі; Тr- газдың абсолютті температурасы, К.

Жартылай дисперсті аэрозольдер көп дисперсті қағидамен және экспериментальды деректермен тезірек коагуляцияланады. Әсіресе, майда бөлшектер үлкендерді жұту тез орындалады, алайда коагуляцияның жылдамдығының күшеюі жартылай дисперстіліктің есебінен 10%. -тан аспайды.

Nбр 1/(м3с) -те Броундық коагуляцияның жылдамдығы формулада шығарылуы мүмкін.

Nбр = 8pDч n02 (5.94)

Мұндағы, Dч - броундық қозғалыстың интенсивтілігін сипаттайтын дуффузия бөлшегінің коэффициенті, м2/с.

Жылулық коагуляциясының жылдамдығы температураның жоғарылауымен өседі,алайда, газдың тұтқырлығы да сонымен қатар температураның жоғарылауымен үлкейеді, жылдамдық температураға тура пропорционалды емес болып өсетіні формуладан көрініп тұр. Коагуляцияның жылдамдығы сонымен қатар қысымның жоғарылауымен үлкейеді.

Броундық диффузия бастапқы кезде ұсақ бөлшектерде білім алуда маңызды рөлді атқарады, сонымен қатар іс жүзінде бөлшектің лездік ірілендірілуімен сәйкестендіріледі. Дәл осылай броундық коагуляцияның арқасында технологиялық газда шаңдардың дисперсті құрамы, газ тазалағышқа түсетін, тәжірибе жүзінде олардың реакторда білім алуына қарағанда, оларда ардайым бөлшектердің үлкен кесектігімен сипатталады.(шаңды білім алу көздерінде).

Градиентті коагуляция. Бас кезінде көлденең градиентте газдың жылдамдығы ағымда градиентті коагуляция болып жатады. Мысал ретінде қатты қабырғадан газдың ағысын келтіруге болады. Сәйкесінше, гидродинамика заңдарымен, бөлшек, қабырғаға жақын орналасқан, бөлшекке қарағанда, одан алысырақ орналасқан кіші жылдамдықпен қозғалады. Бұл ретте олардың арасындағы арақашықтық оның өлшемінің кіші сомасымен сол бөлшектер кездесуі керек.

Градиентті коагуляцияның жылдамдығы формулада анықталуы мүмкін.

 

(5.95)

Мұндағы, Nгр– градиентті коагуляцияның жылдамдығы, 1/(м3с); Г- жылдамдықтың градиенті.

Градиентті коагуляцияның әрекеті газдың турбулентті қозғалысы кезінде аяқталады. Сондықтан ол ағымның кезінде ұзын трубалармен немесе контактың жоғарғы тұрақсыздығы кезінде маңызды роль ойнайды.

Турбулентті коагуляция. Бөлшектің коагуляциясының жылдамдығы дисперсті ортада аэрозольдің турбулизациясының жасанды жолымен жоғары болуы мүмкін. Ортаның құйынды қозғалысы турбулизацияның әсерінен туатын, бөлшекпен соқтығысуын және тиянақты, бөлшектің ірілендірілуін көбейтеді.

Турбулентті қозғалыс кезінде шешуші рольді бөлшекпен соқтығысуын тубулентті пульсациялар атқарады. Турбулентті ағымда коагуляцияның екі механизмі болуы мүмкін. Біріншісі, олардан турбулентті пульсациялармен бөлшектердің толық көбеюі кезінде орын алады. Бұл механизм бөлшектің тығыздығы кезінде, ағымның тығыздығынан аз ажыратылатынын қадағалайды. Аэрозольді бөлшекті кезінде тығыздық газдың тығыздығынан шамамен 103 есе көп, бөлшектің толық көбеюі болмайды. Сондықтан аэрозольдық бөлшек үшін бұл механизм қосалқы мағынаға ие. Коагуляциялық эффект турбулентті газды шаңды ағымда екінші механизмнің арқасында жүзеге асады, ол «механизм үдеуі» деген атауға ие.

Коагуляция механизм үдеуінің, газды ағымның тығыздығының және аэрозольдық бөлшегінің арқасында жүзеге асады. Жылдамдықтар иемденетін бөлшектермен олардың массаларынан тәуелді болады және жартылай дисперсті жүйелерді иемденеді. Бөлшектің қозғалыстарының жылдамдықтарда ажырауының арқасында және осы бөлшектердің кездесуі кезінде болады, олардың коагуляциясымен қарсыласады.

Турбулентті коагуляцияның жылдамдығы бірінші мезханизм бойынша формула түрінде берілуі мүмкін

(5.96)

 

Мұндағы, εт - турбулентті ағымды сипаттайтын аумақ (м23).

 

Турбулентті коагуляцияның жылдамдығы екінші механизм бойынша формулада анықталады

(5.97)

Мұндағы, ᵦ- бөлшектерді өлшем бойыншатаратуды сипаттайтын коэффициент.

Жылдамдау механизмі ірі бөлшектерде үстем болады.

Инерционды күштерге қарағанда ірі бөлшек маңында өтетін аэрозольдің ұсақ бөлшектерінің ағым сызықтарын турбулентті қозғалыс қатты бұрмалайды. Сол себепті турбулентті коагуляция жағдайында тіке сызықты траекториялар негізінде есептелген әрбір соқтығыс коагуляцияға алып келеді.

Кинематикалық коагуляция. Кинематикалық коагуляция үрдісі сыртқы күштер - тартылыс күші, ортадан тепкіш күш және т.б. әсер еткен кезде өлшемдері әртүрлі болатын бөлшектердің салыстырмалы қозғалысы кезінде жүзеге асады. Өлшемдері әртүрлі болатын бөлшектер әртүрлі жылдамдықпен қозғалады. Осының салдарынан олардың соқтығысуы мен іріленуі жүзеге асады. Кинематикалық коагуляцияның аса таралған мысалы – тартылыс күші әсерінен құлайтын тамшыларда бөлшектердің тұнуы. Кинематикалық коагуляция шашыратылған су мен аэрозольдің қарама-қарсы қозғалысы кезінде де жүзеге асады.

Акустикалық коагуляция. Құрамында өлшенген бөлшектері бар өндірістік газдарға дыбыс және ультрадыбыс әсер еткен кезде, белгілі бір жағдайларда бөлшектердің бір бірімен соқтығысуы айтарлықтай жоғарылайтын және осының нәтижеснде олар жабысып ірі агрегаттар түзетін қозғалысты тудыруға болады. Бұл жағдай газдарды әрі қарай газ тазарту аппараттарында тазартуды жеңілдетеді.

Акустикалық тербелістер әсер еткен кезде газдарда ілінген бөлшектерге үш негізгі фактор әсер етеді: бөлшектер мен газ ортасының бірігіп тербелуі, көршілес бөлшектер арасындағы динамикалық күштер және акустикалық радиация қысымы.

Әдетте ластанған ағымда диаметрі әртүрлі болатын ілінген бөлшектер болады, сол себепті акустикалық өрісте бөлшектер әртүрлі фазалар және әртүрлі амплитудалармен тербеледі.

Бөлшектер өте кішкентай және тербеліс жиіліктері өте төмен болған кезде, акустикалық өріс ішіндегі бөлшектер орта амплитудасына тең болатын амплитудамен тербеледі. Тербеліс жиілігі жоғарылаған сайын, бөлшектер инерциясы да ұлғаяды, осының нәтижесінде олардың тербеліс амплитудасы азаяды және белгілі бір жиілік кезінде, орта қозғалып тұрғанымен бөлшектер қозғалмай тұруы мүмкін. Аралық жиіліктер кезінде өлшеміне қарай әртүрлі дәрежеде тербеледі.

Акустикалық толқындардың өндірістік газдарға әсері, өлшенген бөлшектер арасындағы соқтығыстар санының ұлғаюына алып келеді, нәтижесінде бөлшектер коагуляциясы жүреді.

Ілінген бөлшектердің акустикалық коагуляциясын арналған қондырғы әдетте дыбыстық немесе ультрадыбыстық тербелістер генераторынан және агломерационды камерадан тұрады. Акустикалық тербелістер генераторы ретінде статисткалық және динамикалық дабылдар қолдануы мүмкін. Дабылдардағы тербеліс диапазоны 3-5кГц құрайды. Дыбыс қысымының деңгейі 100-ден 170дБ дейін ауытқиды.

Соңғы уақытқа дейін акустикалық коагуляция әдісі экономды болмау салдарынан кең қолданыс таппаған, себебі қолданылған дбылдардың ПӘК төмен болды. Қазіргі кезде бұл кемшілікті жоюға мүмкіндік беретін тиімді және экономды дабылдар жасалып келеді 5,95 суретте шаңды акустикалық өңдеуге арналған қондырғы көрсетілген, ол акустикалық колоннадан, шаң ұстап қалушыдан және желдеткіштен тұрады. Колоннадан өткен кезде ағынға сығылған ауа берілген дабыл үні әсер етеді.

Мәліметтер бойынша акустикалық коагуляция көбіне шаңнын жабысуымен анықталады. Қатты жабысатын шаңдар, 8 есе іріленуі мүмкін.

Электр коагуляция. Көптеген жағдайларда газдарға қалқымалы бөлшектердің химиялық құрамы мен шығу тегіне қарай оң немесе теріс зарядталған болады.

Шаңдар материалды ұнтақтау немесе шаңдату үрдістері кезінде, құрал бетімен ысылу немесе контактіге түсу, шоқты орта арқылы өту кезінде зарядталады. Қыздырылған орта арқылы түтіндер өткен кезде жалын ионизациясы, электрондардың термоэлектронды және фотоэлектронды эмиссиясы нәтижесінде зарядталады.

Сурет 5.95 - Акустикалық өңдеу тозаңды ауа үшін қондырғы схемасы: 1 — акустикалық колонна; 2 — циклон; 3 — желдеткіш; 4— электрқозғалтқыш; 5 — сирена

 

Тұмандар газдардың сұйықтық арқылы барботаждау нәтижесінде зарядталады. Бұған қоса ілінген бөлшектер химиялық реакциялар нәтижесінде, электр индукциясы, ренген сәулелену нәтижесінде де зарядталуы мүмкін.

Ілінген бөлшектердің бұл табиғи заряды трибозаряд деп аталады.

Ілінген бөлшектерге электр зарядтарын жасанды жолмен де беруге болады, мысалы газдарға әртүрлі ионизаторлармен –электроэфлювиальді аспашамдарымен (5.96 сурет) және антенна типті өткізгіштермен, корона заряд қолданатын ионизаторлармензарядталған бөлшектермен контакт жасайтын ионизаторлармен әсер ету арқылы. Көптеген жағдайларда, металды емес өлшенген бөлшектер, табиғи орталарда оң зарядталады, металды бөлшектер – теріс зарядталады. Тұздар заряды химиялық құрамға тәуелді болады. Өндірістік газдарда табиғи электр зарядтарын алған оң зарядталған бөлшектер саны, теріс зарядталған бөлшектер санына тең болуы мүмкін, бұл біртекті химиялық құрамы бар аса ұсақ бөлшектер үшін байқалады. Бірқатар жағдайда бір белгі зарядын тасымалдайтын бөлшектер үстемдікке ие болады.

Электр зарядталған мен ілінбелі бөлшектер арасында және зарядталған бөлшектер мен электр заряды жоқ бөлшектер арасында арақатынасу күштері пайда болады. Бұл күштер әсерінен белгілі бір жағдайларда бөлшектер бір біріне қарама қарсы қозғалады, соқтығысады және ірі агломераттар түзіп жабысады. Ілінген бөлшектердің коагуляция үрдісі осыған негізделеді.

Сурет 5.96 - Электроэфлювиальды аспа шам: 1— заводтық труба; 2 — электроэфлювиальды аспа шам; 3—түтін немесе шаң жинағыш; 4—жоғары қуаттың кабелі; 5— есiк аузындағы жоғарғы вольтты оқшаулағыш; 6— жоғарғы вольтты тiрек оқшаулағыш; 7 — аспа шамдағы жоғарғы вольтты тiрек оқшаулағыш; 8— су ағатын құбыр; 9— ағызып жіберу құбыры; 10— тартпа қамыттар; 11 — бұрыштық кронштейндер; 12, 14 —тік бағандар; 13 — көлденең байланыстар.

 

Ілінген бөлшектер арасында келесі әрекеттесу күштері әрекет етуі мүмкін:

1) Тартылыс немесе тебіліс күші (кулон күші);

2) Зарядталған бөлшек пен көршілес зарядталмаған бөлшектегі индукция күші;

3) Зарядталған бөлшек пен униполярлы зарядталған басқа бөлшектер арасында әрекеттесу күші. Егер газдарға ілінген бөлшектер электр зарядын тасымалдайтын болса, олардың электр коагуляциясы газ құбырларында және әртүрлі аппараттарда өздігінен жүзеге асады. Жоғарыда қарастырылған коагуляция механизмдерінің салыстырмалы бағалауын 5,97 суретінің негізінде жасауға болады, мұнда N/(n)2-нің dч-ге тәуелділіктері келтірілген.

Газдарды суыту. Газдарды тазартуға дайындау кезінде, газдарды суытудың екі негізгі әдісінің екеуі де қолданылды: беттік суыту және салқындатушы тортаны тікелей газ ағынына енгізу арқылы суыту (араластыру арқылы суыту). Суыту әдісін таңдау технологиялық үрдіс шарттарымен, қолданылатын тазарту әдісімен және газ мөлшерімен анықталады.

Сурет 5.97 - (ауада нормалы шарттарда) коагуляцияның тетiктерiн салыстыру:1— броундық; 2 — турбулентті; 3 — электрлі (£ = 3105 В/м); 4— градиентті (қабырғадан градиентті жылдамдық 1041/с); 5— жылдамдық; 6 — кинематикалық (газдың және бөлшектің жылдамдығы қатсында vj= 0,7 м/с; d = 2- Ю^м,); 7— кинематикалық (vw= 100 м/с; d=2- 10йм). Шарттар: газдардың газ жолындағы жылдамдығы 10 м/с; газ жолының диаметрі 1 м; рч= 1000 кг/м3.

 

Беттік суыту әдетте рекуперативті типті жылуалмастырғыштарда жүзеге асырылады: қазандық – кәдеге жаратушыда және беттік жылу алмастырғыштарда (кулерде). Регенеративті жылуалмастырғыштар газ тазарту техникасында қолданыс таппаған.

Кәдеге жаратушы қазандықтар, шығатын газдардың жылуын қолдану мүмкіндігі болған кезде ғана қолданылады. Бұл ең дұрыс вариант.

Беттік жылу алмастырғыштарда жылу газ тасымалдаушылар қабырғасы арқылы салқын ортаға өтеді. Газ тасымалдаушы қабырғасының меншікті беті дамыған болуы керек.

Араластыру аппараттарында екі жылу агенті бір бірімен тікелей контактіге түседі. Мұндай құрылғылардың екі түрі бар:

- Жылу қабылдағыш агент ретінде ауаны қолданатын аппараттар.

- Технологиялық газдардың сұйықтықпен контактіге түсетін аппараттар. Бұл типті аппараттарға көптеген шаң ұстап қалушылар жатады: қуыс скрубберлер; барботажды және тәрелкелі скрубберлер; қозғалмалы қондырғысы бар скруберлер; Вентури құбырлары.

Суыту үрдісін жүргізу кезінде «қышқылдық шық нүктесіне» дейін жетпеу керек. Оның түзілуі түтін газдарын суыту кезінде мүмкін болады. бұл газдар мысалы күкіртті жанармайды конденсациялау нәтижесінде түзілетін күкірт қышқылының конденсациясы нәтижесінде мүмкін, себебі бұл булар су буларымен салыстырғанда жоғары температура кезінде конденсацияланады. Шң ұстап қалушы қондырғыны таңдау кезінде қышқыл буларының конденсациялану қауіптілігін ескеру керек.

 







Дата добавления: 2015-12-04; просмотров: 367. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ПЛОСКОЙ ФИГУРЫ Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Понятие массовых мероприятий, их виды Под массовыми мероприятиями следует понимать совокупность действий или явлений социальной жизни с участием большого количества граждан...

Машины и механизмы для нарезки овощей В зависимости от назначения овощерезательные машины подразделяются на две группы: машины для нарезки сырых и вареных овощей...

Классификация и основные элементы конструкций теплового оборудования Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов...

Именные части речи, их общие и отличительные признаки Именные части речи в русском языке — это имя существительное, имя прилагательное, имя числительное, местоимение...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия