Использование процесса нуклеации в технологии очистки газов от пыли, страница 6

2. Скоростное отношение для газа

3. Скоростное отношение для пара

4. Расчетность эжектора

5. Температура парогазовой смеси

6. Температура торможения смеси

7. Коэффициент эжекции

8. Отношение расходов

9. Давление торможения парогазовой смеси, Н/м2

10. Прирост импульса, Н/м2

11. Скоростное отношение для смеси

12. Пересыщение смеси

13, Радиус укрупняемых частиц в смеси, м

14. Пересыщение на стенке конденсатора 123143 0.294 0.685 0.981 344.6 349.9 27.20 27.27 100126 43787 0.303 0.617 нет укрупнения 16.7

15. Радиус укрупняемых частиц на стенке конденсатора, м 16. Диаметр сужения конфузора, м

17. Пересыщение в сужении конфузора

18. Радиус укрупняемых частиц в сужении конфузора, м 19. Пересыщение в сужении по температуре его стенки 20. Радиус укрупняемых частиц на стенке сужения, м 4.038Е-10 0.1492 1.106 9.67Е-09 14.08 4.306Е-10

Несколько комментариев по результатам расчетов: 1. Результат 12 показывает, что смешение продуктов сгорания с влажностью 80 с насыщенным паром приводит к получению смеси, в которой пар является сухим, ненасыщенным. Эго значит, что для того, чтобы укрупнить пыль в газе недостаточно просто добавить к газу пар.

2. В то же время смесь запыленного газа с ненасыщенным паром имеет пересыщение относительно охлаждаемой стенки, результат 14. Поэтому вблизи стенки конденсатора будет происходить конденсация на частицах, размер которых превышает критический, указанный в результате 15. Т.е., в принципе, этот каскад будет укрупнять и улавливать часть пыли, даже если в нем не установлен конфузор.

3. Расширение смеси в конфузоре приводит с образованию пересыщения в потоке парогазовой смеси, результат 17. Причем это пересыщение достигается во всем объеме смеси, проходящей через конфузор. Во всем объеме смеси начнется укрупнение частиц пыли, размер которых более критического (результат 18) для этого объемного пересыщения. Это главный процесс, который будет происходить в рассчитываемом каскаде.

4. Вместе с тем, результат 19 показывает, что в конфузоре, если он охлаждаемый, возникнет более сильное пересыщение на его стенках. Это приведет к тому, что вблизи стенок конфузора будет происходить укрупнение более мелких частиц, результат 20. Для уловителя частиц, предназначенного для разложения пыли по размеру, этот процесс вредный. При необходимости от него можно избавиться если охлаждения стенки конфузора, теплоизолировать ее с целью, чтобы она приняла равновесную к потоку газа температуру.

Итак, результаты расчета делают очевидным принцип действия эжекторного уловителя пыли. По аналогичным расчетам была построена и успешно испытана лабораторная установка для сверхтонкой очистки продуктов сгорания с разложением уловленных продуктов по фракциям.

5. Каковы возможности селективного укрупнения и улавливания пыли?

Представьте себе, что в каких-то технологических целях понадобилось селективное улавливание пыли, т.е. улавливание пыли, частицы которой отличаются не только размером, но и их химическим составом. Мы должны посмотреть, не предоставляют ли нам процессы нуклеации и конденсации какие-нибудь возможности в этом направлении. При более подробном рассмотрении процессов сорбции пара на поверхности микрочастиц и нуклеации оказывается, что помимо известной и обсужденной выше размерной селективности конденсации на микрочастицах, связанной с эффектом Кельвина-Томсона, существуют селективности, связанные с различием коэффициентов прилипания и энергии связи атомов пара на разнородных микрочастицах и с присутствием дополнительных компонент пара или газа. Далее даются принципиальные элементы модели процессов сорбции и нуклеации.

Рассматриваем сорбцию атомов пара на поверхности микрочастиц в рамках однослойной ленгмюровской модели, дополненной учетом занятости вакансий адсорбции и наличием возможных центров конденсации, ловушек и стоков адсорбата. Используются следующие допущения:

1. Прилипание адсорбированных частиц пара происходит только на свободную часть поверхности микрочастицы с постоянным коэффициентом прилипания. Термическая аккомодация адсорбата происходит мгновенно.