- •А.Г. Ветошкин процессы и аппараты газоочистки
- •8.2. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания.
- •1. Источники загрязнения атмосферы вредными газовыми выбросами
- •Фоновые концентрации газов в естественных условиях
- •2. Классификация процессов и аппаратов очистки газовых выбросов
- •3. Абсорбционная очистка газов
- •Абсорбенты, применяемые для очистки отходящих газов
- •3.1. Технология абсорбционной очистки промышленных выбросов
- •3.2. Конструкции и принцип действия абсорберов
- •3.1.1. Насадочные абсорберы
- •Характеристика насадок
- •3.1.2. Тарельчатые абсорберы
- •3.1.3. Распыливающие абсорберы
- •3.3. Методы расчета абсорберов
- •3.2.1. Равновесие, движущая сила и кинетика абсорбции
- •3.2.2. Материальный баланс и уравнение рабочей линии абсорбции
- •3.2.3. Расчет процессов массопередачи в абсорберах
- •Из последних уравнений следует, что
- •Аналогично можно получить
- •Безразмерные величины
- •Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе определяют по уравнению
- •3.2.4. Расчет хемосорбционных аппаратов
- •Уравнение рабочей линии имеет вид
- •При быстрых необратимых реакциях второго порядка
- •3.2.5. Расчет основных размеров абсорберов.
- •3.2.6. Расчет насадочных абсорберов
- •Высоту слоя насадки определяют по уравнению
- •Гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки
- •Значения коэффициентов
- •В соответствии с материальным балансом
- •В нижней части колонны –
- •В нижней части колонны –
- •В нижней части колонны –
- •Скорость захлебывания определим по уравнению
- •3.2.7. Расчет тарельчатых абсорберов
- •3.2.8. Расчет распыливающих абсорберов
- •3.4. Десорбция загрязнителей из абсорбентов
- •4. Адсорбционная очистка газов
- •Характеристика и области применения активных углей
- •4.1. Технология адсорбционной очистки промышленных выбросов
- •Очистка газов от оксидов азота
- •Очистка газов от диоксидов серы
- •Очистка от хлора и хлорида водорода
- •Очистка газов от сероводорода
- •4.2. Устройство и принцип действия адсорберов
- •4.2.1. Адсорберы периодического действия
- •4.2.2. Адсорберы непрерывного действия
- •4.3. Принципы расчета адсорберов
- •4.3.1. Адсорбционное равновесие
- •4.3.2. Материальный баланс адсорбции
- •4.3.3. Кинетические характеристики адсорбции
- •4.3.4. Расчет адсорберов периодического действия
- •Тогда высота адсорбата (адсорбционной зоны) в адсорбере составит
- •Число единиц переноса определяется выражением:
- •4.3.5. Расчет адсорберов непрерывного действия
- •4.4. Десорбция адсорбированных продуктов
- •5. Конденсационная очистка газов и паров
- •5.1. Принцип конденсационной очистки
- •5.2. Типы и конструкции конденсаторов
- •5.3. Расчет конденсаторов
- •Для стационарного процесса теплопередачи справедливо равенство
- •6. Термокаталитическая очистка газовых выбросов
- •7. Термическая обработка газовых выбросов
- •7.1. Установки термообезвреживания газовых выбросов
- •7.2. Принципы расчета установок термообезвреживания
- •При значительных концентрациях горючих загрязнителей расход дымовых газов рассчитывают по выражению:
- •8. Очистка газовых выбросов автомобильного транспорта
- •8.1. Характеристика выбросов двигателей внутреннего сгорания
- •Примерный состав выхлопных газов автомобилей
- •8.2. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания
- •8.3. Нейтрализация выхлопов двигателей внутреннего сгорания
- •8.4. Улавливание аэрозолей, выбрасываемых дизельным двигателем
- •9. Оценка эффективности устройств для очистки газовых выбросов
- •10. Выбор вариантов газоочистки
- •Приложение п.4
- •Физико-химические свойства веществ
3.2.8. Расчет распыливающих абсорберов
К аппаратам этого типа относятся полые, скоростные прямоточные и механические абсорберы.
В полых абсорберах жидкость распыливается форсунками. Эффективность абсорбера зависит от количества распыляемой жидкости, угла конусности факела распыла, дисперсности капель и распределения их в сечении факела.
Производительность форсунки определяют по формуле (в м3/с):
, (3.107)
где Р — давление жидкости перед форсункой, Па; ρж — плотность жидкости, кг/м3; f — площадь выходного отверстия форсунки, м2; ξ — коэффициент расхода жидкости, равный 0,2…0,3.
Средний размер капель d определяют по формуле
, (3.108)
где d0 — диаметр выходного отверстия форсунки; A — коэффициент пропорциональности; wж — скорость истечения жидкости из форсунки.
Удельная поверхность капель равна
, (3.109)
где U — плотность орошения, м3/(м2.с); и — абсолютная скорость капель, м/с, u = (w0 — скорость падения капли, м/с, w — скорость газа, м/с).
Массоотдачу в газовой и жидкой фазах можно определить по формулам
Nuг' = 2 + 0,552.Reг0,5 (Рrг')0,33, (3.110)
Nuж' = 1,65 (d/d0)0,73 Reж 0,5 (Рrж')0,33, (3.111)
где Nuж' = 1,13/(F0')1/2; F0' = Dж./d2; — время падения капли.
К прямоточным распыливающим абсорберам относятся форсуночные и бесфорсуночные аппараты Вентури типа APT и ударно-распыливающие. Гидравлическое сопротивление абсорберов Вентури является суммой гидравлических сопротивлений трубы-распылителя и каплеуловителя. Гидравлическое сопротивление трубы-распылителя равно
, (3.112)
, (3.113)
, (3.114)
где ξc — коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы-распылителя; ξж — коэффициент гидравлического сопротивления при вводе жидкости; wг — скорость газа в горловине, м/с; ρг, ρж — плотность газа и жидкости, кг/м3; lг — длина горловины, м; dэ — эквивалентный диаметр горловины; wзв — скорость звука, м/с; wг/wзв = М — число Маха; А и В — коэффициенты, определяемые по справочникам.
Средний размер капель, образующихся при распылении жидкости пневматической форсункой
. (3.115)
При равенстве скоростей капель газа удельная поверхность контакта фаз равна
. (3.116)
Коэффициенты массоотдачи в форсуночном абсорбере можно определить по формулам
Nuг' = 0,36.10-4 Reг0,81 (Prг')0,67, (3.117)
Nuж' = (0,145 - 0,0081wг) (Reж - 30)p (Prж')0,5, (3.118)
где Nuг' = (μж/μг)(βгV.R.T.d0/Dг)(σ/g.ρж)1/2; Nuж' = βжV..νприв.d0/Dж; βгV и βжV — объемные коэффициенты массоотдачи в газовой и жидкой фазах, 1/с; νприв = (μ2/ρж2.g)1/3 — приведенная толщина пленки; p =7,4.10-4.w164; в выражениях Reг и Rеж за линейный размер принят диаметр горловины d0.
Гидравлическое сопротивление и число единиц переноса в бесфорсуночных абсорберах вычисляют по формулам
ΔР = ΔРс + 18.wг1,08.m0,63. (3.119)
Для пульсирующего режима число единиц переноса равно:
N0г = 0,847(L/G)0,32. (3.120)
Для равномерного режима используется другая формула:
N0г = 0,477. w00,35 (L/G)0,44. (3.121)
Для абсорберов типа APT коэффициент сопротивления равен:
ξ = 1,32 (1 + а.mn), (3.122)
число единиц переноса
N0г = 0,43 + B.m, (3.123)
где а = φ(wг) и B = φ(wг); для пульсирующего режима n = 0,68; для равномерного n = 1,9.