Конструктивные разновидности аппаратов с подвижной насадкой. Конструкция. Эксплуатация.
Аппараты с подвижным слоем насадки появились относительно недавно, но уже получили достаточно широкое распространение в пылеулавливании. В качестве насадки в таких аппаратах чаще всего используются полые и сплошные шары из полимерных материалов, стекла или пористой резины. Насадкой могут служить и другие тела, например кольца, седла и т. п. Для обеспечения свободного перемещения насадки в газожидкостной смеси плотность шаров не должна превышать плотность жидкости (ш ж).
Колонна с подвижной насадкой может работать при
различных режимах, но оптимальный режим для пылеулавливания – режим полного (развитого) псевдоожижения. Скорость газов vгн, соответствующая началу
режима полного псевдоожижения, определяется по
формуле:
, (94)
где dш – диаметр шаровой насадки, м; s0 – доля свободного сечения опорной решетки, м2/м2; В – коэффициент (при ширине щели в опорной тарелке b = 2 мм В = 2,8 · 103; при b > 2 мм В = 4,6 · 103).
Предельно допустимая скорость газов vгп, отнесенная к полному сечению аппарата, не зависит от ширины щели и рассчитывается по эмпирической формуле
. (95)
При пылеулавливании рекомендуется принимать скорость газов в пределах до 5–6 м/с, а удельное орошение – в пределах 0,5–0,7 л/м3. Доля свободного сечения опорной тарелки s0 принимается равной 0,4 м2/м2 при ширине щелей 4–6 мм. При очистке газов, содержащих смолистые вещества, а также пыль, склонную к образованию отложений, применяют щелевые тарелки с большей долей свободного сечения (0,5–0,6 м2/м2).
При выборе диаметра шаров необходимо соблюдать соотношение
, (96)
где Dап – диаметр аппарата.
Оптимальными с точки зрения пылеулавливания являются шары диаметром 20–40 мм с плотностью 200–300 кг/м3.
Минимальная статическая высота слоя насадки Hст
составляет 5–8 диаметров шаров, а максимальная определяется из соотношения
, (10.3.5.10)
то есть ; (10.3.5.11)
. (10.3.5.12)
Высота секции (расстояние между тарелками) Hсекц определяется из выражения
, (97)
где Hдин – динамическая высота слоя псевдоожиженной шаровой насадки, м; Hсеп – высота сепарационной зоны, м.
Рис.23. Цилиндричекий пылеуловитель
с подвижной шаровой насадкой:
1 – опорная тарелка; 2 – шаровая насадка;
3 – отражательная тарелка; 4 – ороситель; 5 – брызгоуловитель
Величина Hдин может быть определена по формуле
, (98)
где vж – скорость жидкости, приведенная к свободному сечению аппарата; величина Hсеп может быть принята равной (0,10,2)Hдин.
Гидравлическое сопротивление рр зоны контакта (опорной тарелки и псевдоожиженного слоя шаровой насадки) рассчитывается по уравнению
, (99)
где рт – гидравлическое сопротивление опорной тарелки со слоем удерживаемой ею жидкости, Па; рш – гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки, Па; рж.н – гидравлическое сопротивление слоя жидкости, Па;ро.т – гидравлическое сопротивление ограничительной тарелки, Па.
Величина рт может быть определена по известной формуле для провальных тарелок (см. 5.4.3 или [14]). Величина рт также определяется по этой формуле, если ороситель расположен выше ограничительной тарелки.
, (100)
где н – порозность неподвижного слоя сухой шаровой насадки (н = 0,4).
Величина
. (101)
Аппараты с подвижной насадкой работают при скоростях газа 5–6 м/с, т. е. в 2–3 раза превышающих скорость газов в пенных аппаратах. Более высокая скорость газов и турбулизирующее действие псевдоожиженных шаров приводит к значительному увеличению высоты слоя.
Кроме того, шаровая насадка, циркулирующая в рабочем объеме аппарата, вследствие непрерывного изменения расстояния между шарами и их соударений, способствует интенсификации осаждения частиц пыли в слое пены. В итоге аппараты с подвижной насадкой имеют более высокую эффективность по сравнению
с пенными пылеуловителями.
Конические скрубберы с подвижной насадкой обеспечивают стабильность работы в широком диапазоне скоростей газов. Их преимущества по сравнению с цилиндрическими – улучшение распределения жидкости и уменьшение брызгоуноса.
Существуют два конструктивных варианта конических скрубберов с подвижной насадкой: форсуночный и эжекционный
Рис.24. Конические скрубберы с подвижной шаровой насадкой (а – форсуночный; б – эжекционый):
1 – корпус; 2 – опорная тарелка; 3 – орошаемый слой шаров; 4 – брызгоулавливающий слой шаров;
5 – ограничительная тарелка; 6 – форсунка; 7 – емкость с постоянным уровнем жидкости
В таких аппаратах рекомендуется применять полиэтиленовые шары диаметром 30–40 мм с насыпной плотностью 110–120 кг/м3. Статическая высота слоя шаров составляет обычно 650 мм. Скорость газов на входе в слой колеблется в пределах от 6 до 10 м/с и уменьшается на выходе из него до 1–2 м/с. Высота конической части в обоих вариантах принята равной 1 м. Внутренний угол раскрытия конической части (10–60°) зависит от производительности аппарата. Для улавливания брызг в цилиндрической части аппаратов размещается неорошаемый слой шаров высотой около 150 мм.
В форсуночный скруббер орошающая жидкость подается в количестве 4–6 л/м3 газов. При эжекционном варианте орошение шаров осуществляется жидкостью, которая всасывается из емкости постоянного уровня газами, подлежащими очистке. Величина зазора между нижним основанием конуса и уровнем жидкости зависит от производительности аппарата.
Гидродинамическое сопротивление форсуночного аппарата составляет 900–1400 Па, а эжекционного – 800–1400 Па.
В настоящее время в промышленности применяются конические скрубберы с подвижной насадкой производительностью по газам от 3000 до 40 000 м3/ч.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
Основная литература | |
Ермаков В.Н., Шеин В.С. Ремонт и монтаж химического оборудования. М., «Химия», 1981. 363С. | |
Молоканов Ю.К., Харас З.Б. Монтаж аппаратов и оборудования для нефтяной и газовой промышленности. М., «Недра», 1982. 391С. | |
Гайдамак К.М., Тыркин Б.А. Монтаж оборудования предприятий химической и нефтехимической промышленности. М., «Химия», 1983. 269С. | |
Матвеев В.В. Примеры расчета такелажной оснастки. Л., «Стройиздат», 1987. 320С. | |
Маршев В.З., Петрухин Н.П. Монтаж оборудования предприятий химической и нефтяной промышленности. М., «Высшая школа», 1990. 208С. | |
Фарамазов С.А. Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабаты-вающих заводов. М., «Химия», 1989. 196С. | |
Гисматулин Ч.Н., Сабырханов Д.С., Серманизов С.С. Монтаж промышленного оборудования. Шымкент., Издание ЮКГУ им. М. Ауезова, 2001, 187С. | |
Дополнительная литература | |
Гальперин Д.М., Миловидов Г.В. Технология монтажа, наладки и ремонта оборудования пищевых производств. Учебное пособие по МАХП. М., «Агропромиздат», 1990, 398С. |
Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 2261;