4.13. Улавливание частиц при барботаже

Барботажем называется движение газа(аэрозоля) через слой жидкости, которая принимает вид пузырьков (пены) или струй. Размер пузырей газа при барботаже колеблется в пределах от 2 до 20 мкм и зависит в основном от скорости газового потока, которую в барбатерах и пенных аппаратах принимают от 1 до 4…4,5 м/с. Важнейшим условием работоспособности пенного слоя является его стабильность. Разрушение пенного слоя может произойти в следующих случаях:

1) при падении скорости газа ниже некоторой критической скорости (для разных типов аппаратов они различны);

2) при возрастании скорости газа до значений, когда начинается захват газом и вынос из аппарата большого количества жидкости, что нарушает структуру пенного слоя;

3) при неравномерном размещении пены по сечению аппарата (из-за неравномерности поля скоростного газового потока; не горизонтальности пенообразующей решетки; по другим причинам).

Внутри газового пузыря действуют механизмы инерции, гравитации и диффузии. На действие этих механизмов накладывается влияние формы частиц, их гидрофильности или гидрофобности.

Степень улавливания за счет инерционного осаждения оценивается по формуле

,

где v_пуз – скорость подъема газового пузыря;

d_пуз – диаметр пузыря;

τ_р – время релаксации частицы, представляющей рассматриваемую фра­к­ци­ю.

Степень улавливания за счет гравитации:

Степень улавливания за счет диффузии:

Приведенные формулы ориентировочны, так как не учитывают ко­а­гу­ля­циючастиц внутри пузыря, гидрофильность или гидрофобность частиц и др.:

η_Σ ≈ 1 – (1 – η_и) • (1 – η_гр) •(1 – η_д).