Мокрая очистка газов
Мокрую очистку применяют для тонкой очистки газов от пыли. Такая очистка эффективна тогда, когда допустимы увлажнение и охлаждение очищаемого газа, а отделяемые твердые частицы хорошо смачиваются водой и не представляют ценности. Простейшими аппаратами для мокрой очистки являются скубберы – колонные аппараты с насадкой. Снизу подается запыленный газ, сверху насадка орошается водой. Вода вводится снизу в виде суспензии. Гидравлическое сопротивление колонны с насадкой невелико 300-800 Па. Очищенный газ отводится в верхнюю часть скуббера. Степень очистки, которая достигает в таких аппаратах 75-85%
Для тонкой очистки газов от пыли применяют скубберы Вентури.
рис
Запыленный газ через конфузор 1 трубы Вентури попадает в горловину 2 , где его скорость достигает 60-150 м/с. Через отверстия 3 под избыточным давлением (0,03-0,1 МПа) в горловину вводится жидкость, которая, сталкиваясь с газовым потоком, распыляется на мелкие капли. При соударениях с частицами пыли, капли, поглощая их, укрупняются. Эти капли вместе с газом проходят диффузор 4, где скорость потока снижается (20-25 м/с), и попадает в циклонный сепаратор 5. В циклоне скорость газожидкостной смеси уменьшается (4-5 м/с), капли под действием центробежной силы отделяются от газа и вместе со шламом удаляются в отстойник 6, где вода отделяется от шлама и вновь подается насосом 7 в скуббер. Степень очистки может быть доведена до 99%
Для очистки сильно запыленных газов используют барботажные (пенные) пылеуловители. Аппарат представляет собой камеру, внутри которой находится перфорированная тарелка. Вода или другая жидкость поступает на тарелку, а загрязненный газ подается в аппарат снизу. Проходя через отверстия тарелки, газ барботирует сквозь жидкость и превращает ее в слой подвижной пены. В слое пены пыль поглощается жидкостью, основной частью которой удаляется вместе с пеной через регулируемый порог. Оставшаяся часть жидкости сливается через отверстия в тарелке и улавливает в подтарелочном пространстве более крупные частицы.
Перемешивание жидких сред
Перемешивание заключается в многократном перемещении частиц текучей среды относительно друг друга, происходящем в объеме аппарата под действием импульса, передаваемого среде мешалкой, струей жидкости или газа. Таким образом, перемешивание относится к числу гидромеханических процессов.
В химической промышленности выделяют следующие способы:
1. механическое;
2. циркуляционное;
3. поточное;
4. пневматическое (барботажное).
Цели перемешивания:
1. обеспечение равномерного распределения твердых частиц в объме жидкости (создание суспензий);
2. равномерное распределение и дробление до заданных размеров частиц жидкости в жидкости или газа в жидкости (образование эмульсий, аэрация);
3. интенсификация нагревания или охлаждения обрабатываемых масс;
4. интенсификация масообмена в перемешиваемой системе (растворение, выщелачивание).
Наиболее важными характеристиками перемешивающих устройств является их эффективность и интенсивность действия.
Эффективность перемешивающего устройства характеризует качество проведения процесса перемешивания и может быть выражена по-разному, в зависимости от цели перемешивания.
Интенсивность перемешивания определяется временем достижения заданного технологического результата.
Механические мешалки
Механическая мешалка состоит из вала, один конец которой соединяется через передачу с валом электродвигателя, другой имеет на конце втулку, к которой привариваются лопасти. В зависимости от формы лопастей различают следующие виды мешалок:
1. Лопастные имеют 2 вертикальные лопасти.
2. Винтовые (пропеллерные) имеют 3 (4) лопасти изогнутые винтом.
3. Турбинные: а) открытого типа, представляют собой диск, на конце которого закреплены 6 вертикальных лопаток; б) закрытого типа, состоит из двух кольцевых дисков, расположенных под углом, между которыми расположены лопатки. Диски соединяются с втулкой ребрами.
Реже используется: шести лопастная, клетьевая («беличье колесо»), лопастная, шнековая, якорная, рамная, ленточная, ленточная со скребками.
При вращении мешалок возникает радиальное и осевое движение жидкости. Чтобы уменьшить образование воронок и сделать перемешивание более эффективным в аппаратах
а) приваривают к стенкам вертикальные перегородки (ребра);
б) быстроходные мешалки (пропеллерные и турбинные) помещают в турбины – стаканы.
Гидродинамический режим движения перемешиваемой жидкости оценивают по величине модифицированного критерия Рейнольдса:
где
n- частота вращения мешалки, об/с;
ρc и μc -плотность (кг/м3) и вязкость (Па с) перемешиваемой среды;
dm - диаметр мешалки.
- критерий Эйлера, выраженный в таком виде, называют критерием мощности.