6.9.2. Энергетический метод расчета эффективности улавливания пыли мокрыми пылеуловителями

Значительное число различных механизмов улавливания пыли, а также разнообразие форм гидродинамического взаимодействия запыленного газового потока с орошающей жидкостью в мокрых пылеуловителях обусловливает применение приближенных методов оценки степени улавливания пыли (или оценки эффективности работы). Практика показывает, что эффективность мокрых пылеуловителей главным образом определяется затратами энергии на проведение процесса улавливания пыли. Считается, что энергия взаимодействия запыленного газового потока и орошающей жидкости в мокрых пылеуловителях в общем случае включает три составляющие:

1. Энергия запыленного газового потока – определяет степень турбулизации смеси газа и жидкостного потока в аппарате (характеризуется общим гидравлическим сопротивлением Δp_апп аппарата).

2. Энергия жидкостного потока орошаемой жидкости – определяет степень разбивания (диспергирования) жидкостного потока (характеризуется давлением, или напором, орошающей жидкости p_ж).

3. Механическая энергия вращающихся конструктивных элементов в мокром пылеуловителе или в аппарате N_мех.

Тогда общую затрату энергии на осуществление улавливания пыли в мокрых пылеуловителях можно оценить по следующей приближенной форму-ле (в кДж/1000 м³):

(6.4)

где Δp_апп – гидравлическое сопротивление аппарата, Па;

p_ж – давление (напор) орошающей жидкости, Па;

расходы орошающей жидкости и очищаемого газа соответствен- но, м³/c.

Влияние каждого слагаемого в формуле (6.4) зависит от конкретного типа мокрого пылеуловителя, т.е. энергетический метод позволяет разделить мо­к­рые пылеуловители на три основные категории:

1. Пылеуловители, реализующие в основном энергию газового потока (скруббер Вентури, центробежные скрубберы и т.д.).

2. Пылеуловители, реализующие в основном энергию жидкостного потока (полые скрубберы, барботажно-пенные аппараты и др.).

3. Аппараты пылеулавливания с подводом механической энергии (например, пылеуловители типа ПВМ).

Зависимость между эффективностью очистки газа и затратами энергии выражается в следующей формуле:

(6.5)

где константы или параметры, зависящие от дисперсного состава пыли (Прил. 3).

Для мокрых пылеуловителей характерна очень высокая степень очистки, поэтому эффективность очистки мало характеризует качество очистки в пределах, близких к 100 %, в этом случае вводят так называемый коэффициент переноса (число единиц переноса):

. (6.6)

Ниже приведены численные соотношения между коэффициентом переноса и величиной эффективности (степени) очистки :

Из (6.5) и (6.6) следует также, что

. (6.7)

Эксперименты показали, что значения параметров мало зависят от параметров аппарата (его конструкции), а зависят в основном от вида и дисперсности улавливаемой пыли. Причем параметры и определяются экспериментальным путем.

Применимость энергетического метода расчета мокрых пылеуловителей обусловливается тем, что в основе улавливания взвешенных частиц в каждом из них преобладает один и тот же механизм, а именно – инерционное осаждение.