Технологичен разчет на пеночистач
МИНИСТЕРСТВО НА НАУКАТА И ОБРАЗОВАНИЕТО НА РК
ИНСТИТУТ ПО НЕФТ И ГАЗ АТИРАУ
КАТЕДРА "ХИМИЯ И ХИМИЧНИ ТЕХНОЛОГИИ"
По дисциплината "Основи на процесите и апаратите на химичната технология"
По темата: "Технологично изчисление на скрубера за пяна"
Изкуство. гр. HTNG-08 c/o
Преподавател в катедра X и XT
Промишленото пречистване на газове от суспендирани в тях твърди или течни частици се извършва за намаляване на замърсяването на въздуха, улавяне на ценни продукти от газ или отстраняване на вредни примеси от него, които влияят неблагоприятно на последващата обработка на газ, както и унищожаване на оборудването. Пречистването на промишлени отпадъчни газове е една от важните технологични задачи на повечето химически индустрии. Следователно, разделянето на газообразни хетерогенни системи е един от широко разпространените основни процеси на химическата технология.В промишлени условия прахът може да се образува в резултат на механично смилане на твърди вещества (по време на раздробяване, абразия, смилане, транспортиране и т.н.), по време на изгаряне на гориво (остатък от пепел), по време на кондензация на пара, а също и по време на химическо взаимодействие на газове, придружено от образуването на твърд продукт. Прахът, получен при такива процеси, се състои от твърди частици с размер от 3-70 микрона (приблизително). Суспензиите, образувани в резултат на кондензация на пари (маслени изпарения, катранени мъгли, сярна киселина и др.), Най-често се състоят от много малки частици с размери от 0,001 до 1 микрона.Разграничават се следните методи за пречистване на газа:
1)гравитационно утаяване (гравитационно почистване);
2)отлагане под действието на инерционни, по-специално центробежни сили;
5)отлагане подчрез електростатични сили (електрическо почистване.
Гравитационно почистване на газ
Утаяването на твърдите частици в газообразна среда се подчинява основно на същите закони като тяхното утаяване под действието на гравитацията в капеща течност. Скоростта на утаяване е пропорционална, при равни други условия, на разликата в плътността на частиците
Прахоуловителни камери
Фиг. 1. Прахови камери.
Утаяването на суспендираните в газовия поток частици в камерите за утаяване на прах става под действието на гравитацията. Най-простите конструкции на апарати от този тип са утаителни газови канали, понякога снабдени с вертикални прегради за по-добро утаяване на твърди частици. Многослойните камери за утаяване на прах се използват широко за почистване на горещи пещни газове. Теоретична скорост на утаяване:
където: Re - критерий на Рейнолдс; v 2 - кинематичен вискозитет на газа; d е диаметърът на частиците.
Обща височина на камерата за прах:
където h е разстоянието между рафтовете; n1 - дебелина на един рафт; n е броят на рафтовете.
Време на престой на газа в камерата:
L е дължината на камерата; w е скоростта на утаяване.
Пречистването на газовете от прах под действието на гравитацията се извършва в камери за утаяване на прах. Праховият газ навлиза в камерата 1, вътре в която са монтирани хоризонтални прегради (рафтове) 2. Праховите частици се утаяват от газа, когато се движи между рафтовете, разстоянието между които обикновено е 0,1-0,4 m. При такава малка височина на каналите между рафтовете се намалява пътя на утаяващите се прахови частици. В същото време наличието на рафтове позволява да се увеличи ефективната повърхност на отлагане на частици. Намаляването на пътя на частиците и увеличаването на повърхността на утаяване допринася за намаляване на времето за утаяване и, следователно, увеличаване на степента на пречистване.производителност на газ и камера. Скоростта на газовия поток в камерата обаче е ограничена от факта, че праховите частици трябва да се утаят, преди да бъдат изнесени от камерата от газовия поток. Газът, преминавайки през рафтовете, заобикаля вертикалната преграда 3 (в същото време от нея се отлага допълнително количество прах под действието на инерционните сили) и се отстранява от камерата. В същото време отразяващата преграда допринася за по-равномерно разпределение на газа между хоризонталните рафтове на камерата, тъй като в този случай хидравличното съпротивление на каналите между тях е същото. Прахът, който се е утаил върху рафтовете, периодично се отстранява от тях ръчно със специални скрепери през врати 4 в страничната стена или се измива с вода. За непрекъснато почистване на газа от прах камерата е разделена на две независими отделения или са монтирани две паралелно работещи камери. В едно отделение (или в една камера) газът се почиства, в същото време другото отделение (камера) се почиства от утаен прах.Под действието на гравитацията само големи прахови частици могат да бъдат достатъчно напълно отделени от газа. Следователно камерите за утаяване на прах се използват само за предварително, грубо пречистване на газове, съдържащи прахови частици с относително големи размери (> 100 μm). Степента на пречистване на газа от прах в тези устройства обикновено не надвишава 30-40%. Тези камери са обемисти и неефективни; те се използват главно за предварително грубо пречистване на газове и се заменят с по-съвършени газоочистващи апарати.
Пречистване на газове под действието на инерционни и центробежни сили
Инерционни прахоуловители. Действието на прахоуловителите от този тип се основава на използването на инерционни сили, произтичащи от рязка промяна в посоката на газовия поток, което е придружено от значително намаляване на неговияскорост. Чрез инсталиране на прегради по пътя на движение на прашен газ (например в газопровод) или използване на коленови газопроводи, посоката на движение на газа се променя с 90 или
Жалузейният прахоуловителсе състои от първичния инерционен прахоуловител 1 и вторичния прахоуловител - циклон 2. Прахообразният газ навлиза в прахоуловителя 1, чиито капаци 3 са набор от наклонени пръстени, монтирани на разстояние 2-3 mm и леко припокриващи се един с друг. Затворите са с конична форма, така че скоростта на газа в различните напречни сечения на апарата остава приблизително постоянна. Праховите частици, удрящи жалузийните пръстени, се изхвърлят към оста на конуса, а газът, освободен от най-големите прахови частици, преминава през пролуките в конуса и се отстранява през разклонителна тръба 4. Малка част от газа (около 10%), в който са концентрирани по-голямата част от частиците, влиза в циклон 2, където се освобождава от основната маса прах под действието на центробежни сили и се връща в първичния жалузиен колектор за прах за по-нататъшно пречистване. Прахът се отстранява от циклона през тръба 5. Жалузийните прахоуловители могат да се монтират в хоризонтални и вертикални газопроводи.
Инерционните прахоуловители са прости, компактни и нямат движещи се части, но постигат ниска степен на почистване (около 60%) от прах (размерът на отстранените частици е повече от 25 микрона). Недостатъците на инерционните прахоуловители също включват относително голямо хидравлично съпротивление, бързо износване и запушване на преградите.
Cycloneе въздухопречиствател, използван в индустрията за почистване на газове или течности от суспендирани частици. Принципът на почистване е инерционен (използване на центробежна сила), както и гравитационен. Циклониченпрахоуловителите са най-масовата група сред всички видове прахоуловители и се използват във всички индустрии. Събраният прах може да бъде рециклиран допълнително.
Фиг.2. Най-простият циклонен прахоуловител (аналогично на TsN)
Принципът на действие на най-простия противоточен циклон е следният: прашен газов поток се въвежда в апарата през входната тръба тангенциално в горната част. В апарата се образува въртящ се газов поток, насочен надолу към коничната част на апарата. Благодарение на силата на инерцията (центробежна сила), праховите частици се изнасят от потока и се утаяват по стените на апарата, след което се улавят от вторичния поток и навлизат в долната част, през изхода в прахоуловителния контейнер (не е показан на фигурата). След това газовият поток без прах се движи отдолу нагоре и се изпуска от циклона през коаксиална изпускателна тръба.