Sběr částic ve vlhkých pračkách - Particle collection in wet scrubbers

Sběr částic ve vlhkých pračkách zachytit relativně malé prach částice s mokrá pračka jsou to velké kapičky kapaliny. Ve většině mokrých pracích systémů jsou produkované kapičky obecně větší než 50 mikrometrů (v rozmezí 150 až 500 mikrometrů). Jako referenční bod se lidské vlasy pohybují v průměru od 50 do 100 mikrometrů. The distribuce velikosti částic které mají být shromážděny, jsou specifické pro konkrétní zdroj.
Například částice vyrobené mechanickými prostředky (drcením nebo drcením) mají tendenci být velké (nad 10 mikrometrů); zatímco částice vyrobené spalováním nebo chemickou reakcí budou mít podstatnou část malých (méně než 5 mikrometrů) a submikrometrických částic.

Nejkritičtějšími částicemi jsou částice v rozmezí 0,1 až 0,5 mikrometrů, protože je pro mokré skrubry nejobtížnější sbírat je.

Výroba kapiček

Kapičky se vyrábějí několika způsoby:

  1. Vstřikování kapaliny pod vysokým tlakem prostřednictvím speciálně navrženého trysky
  2. Nasávání proudu plynu naplněného částicemi přes směs kapalin
  3. Ponoření víření rotor v bazénu s tekutinami.

Tyto kapičky shromažďují částice pomocí jednoho nebo více z několika mechanismů sběru, jako je impakce, přímý odposlech, difúze, elektrostatická přitažlivost, kondenzace, odstředivá síla a gravitace. Impakce a difúze jsou hlavní.

Náraz

Obrázek 1 - Náraz

V mokrém čisticím systému budou mít prachové částice tendenci sledovat proudnice proud výfukových plynů. Když se však kapky kapaliny zavádějí do proudu výfukových plynů, částice nemohou vždy sledovat tyto proudy, protože se rozcházejí kolem kapičky (obrázek 1). Hmotnost částice způsobí, že se odtrhne od proudnic a dopadne nebo zasáhne kapičku.

Náraz se zvyšuje, jak se zvětšuje průměr částice a jak se zvyšuje relativní rychlost mezi částicemi a kapičkami. Jak se částice zvětšují, je méně pravděpodobné, že budou sledovat proudy plynu kolem kapiček. Jelikož se částice pohybují rychleji vzhledem k kapičce kapaliny, existuje větší šance, že částice narazí na kapičku. Náraz je převládajícím mechanismem sběru pro pračky plynu, které mají rychlosti proudu plynu vyšší než 0,3 m / s (1 ft / s) (Perry 1973).

Většina pračky pracují s rychlostmi proudu plynu výrazně nad 0,3 m / s. Proto se při těchto rychlostech pomocí tohoto mechanismu shromažďují částice, které mají průměr větší než 1,0 um. Dopad se také zvyšuje, jak se zmenšuje velikost kapičky kapaliny, protože přítomnost více kapiček v nádobě zvyšuje pravděpodobnost, že částice na kapičky budou mít vliv.

Difúze

Obrázek 2 - Difúze

Velmi malé částice (průměr menší než 0,1 µm) náhodný pohyb ve výfukovém proudu. Tyto částice jsou tak malé, že jsou naráženy molekulami plynu, když se pohybují ve výfukovém proudu. Toto narážení nebo bombardování způsobí, že se nejdříve pohybují jedním směrem a poté jiným náhodným způsobem nebo směrem k šířit, skrz plyn. Tento nepravidelný pohyb může způsobit, že se částice srazí s kapičkou a budou sbírány (obrázek 2). Z tohoto důvodu je difúze primárním mechanismem sběru ve vlhkých pračkách pro částice menší než 0,1 µm.

Rychlost difúze závisí na následujícím:

  1. Relativní rychlost mezi částicemi a kapičkami
  2. Průměr částic
  3. Průměr kapiček kapaliny.

U impakce i difúze se účinnost sběru zvyšuje se zvyšováním relativní rychlosti (vstup tlaku kapaliny nebo plynu) a snižováním velikosti kapiček kapaliny.

Obrázek 3 - Hypotetická křivka znázorňující vztah mezi velikostí částic a účinností sběru pro typickou mokrou pračku

Sbírání difúzí se však zvyšuje se zmenšováním velikosti částic. Tento mechanismus umožňuje určitým pračkám efektivně odstraňovat velmi malé částice (méně než 0,1 µm).

V rozmezí velikosti částic přibližně 0,1 až 1,0 um nedominuje žádný z těchto dvou mechanismů sběru (impakce nebo difúze). Tento vztah je znázorněn na obrázku 3.

Další mechanismy sběru

V posledních letech někteří výrobci praček využili další mechanismy sběru, jako např elektrostatická přitažlivost a kondenzace zlepšit sběr částic bez zvýšení spotřeby energie.

v elektrostatická přitažlivost, částice jsou zachyceny nejprve indukcí náboje. Poté jsou nabité částice buď přitahovány k sobě navzájem, tvoří větší, snáze se sbíratelné částice, nebo jsou shromažďovány na povrchu.

Kondenzace vodní páry na částicích podporuje shromažďování přidáním hmoty k částicím. Další mechanismy jako např gravitace, odstředivá síla a přímé zachycení mírně ovlivňuje sběr částic. [1]

Bibliografie

  • Bethea, R. M. 1978. Technologie kontroly znečištění ovzduší. New York: Van Nostrand Reinhold.
  • Národní asociace asfaltových chodníků. 1978. Údržba a provoz výfukového systému v dávkovacím zařízení horké směsi. 2. vyd. Informační řada 52.
  • Perry, J. H. (vyd.). 1973. Příručka chemických inženýrů. 5. vyd. New York: McGraw-Hill.
  • Richards, J. R. 1995. Řízení emisí částic (kurz APTI 413). Americká agentura na ochranu životního prostředí.
  • Richards, J. R. 1995. Řízení plynných emisí. (Kurz APTI 415). Americká agentura na ochranu životního prostředí.
  • Schifftner, K. C. 1979, duben. Provoz a údržba Venturiho pračky. Příspěvek prezentovaný v Informačním centru pro výzkum životního prostředí USA EPA. Atlanta, GA.
  • Semrau, K. T. 1977. Praktický návrh procesu praček částic. Chemické inženýrství. 84: 87-91.
  • Americká agentura na ochranu životního prostředí. 1982, září. Řídicí techniky pro emise částic ze stacionárních zdrojů. Sv. 1. EPA 450 / 3-81-005a.
  • Wechselblatt, P. M. 1975. Mokré pračky (částice). In F. L. Cross and H. E. Hesketh (Eds.), Handbook for the Operation and Maintenance of Air Pollution Control Equipment. Westport: Technomic Publishing.

Reference

  1. ^ Americký institut pro výcvik znečištění ovzduší EPA vyvinut ve spolupráci s North Carolina State University, College of Engineering (NCSU)

externí odkazy