§3. Энергетический метод расчета мокрых пылеуловителей

Многими исследователями установлено, что эффективность работы мокрых пылеуловителей определяется в первую очередь затратами энергии на процесс очистки газа. При этом должна быть учтена как энергия, затраченная на движение газа через пылеуловитель, так и энергия, израсходованная на подачу и диспергирование жидкости. В обоих случаях следует учитывать только энергию, затраченную в пределах аппарата.

Главным энергетическим параметром мокрого пылеуловителя является суммарная энергия соприкосновения К_ч, т. е. расход энергии на обработку жидкостью определенного объема газов в единицу времени. Численную величину этого параметра определяют из следующего выражения, кДж/1000 м³ газа:

К_ч = р_{ап +} р_ж· V_ж/V_г, (7.13)

где р_ап — гидравлическое сопротивление, Па; р_ж — давление распыляемой жидкости при входе в аппарат, Па; V_ж и V_г — объемные расходы соответственно жидкости и газа, м³/с.

В соответствии с энергетическим методом расчета степень очистки газов в мокром пылеуловителе может быть определена по формуле:

(7.14)

где В и χ — константы, зависящие от физико-химических свойств и дисперсного состава пыли.

При высоких степенях очистки оценку эффективности работы аппарата удобнее выражать не степенью очистки η, а числом единиц переноса N_ч — понятием, используемым в теории тепло-и массообмена, cвязанным с η следующей зависимостью:

(7.15)

Из сопоставления выражений (7.14) и (7.15) следует, что

N_ч =В·К_ч (7.16)

Зависимость (7.16) аппроксимируется в логарифмических координатах K_ч-N_ч — прямой линией, угол наклона которой к горизонту дает величину χ, а величина В определяется как значение N_ч при К_ч=1.

На рис. 7.2 нанесены прямые, характеризующие зависимость (7.16) для некоторых пылей и туманов. Величины В и x, приведенные в табл. 7.1, могут быть определены только экспериментальным путем.

Рис. 7.2. Зависимости числа единиц переноса для различных пылей от главного энергетического параметра мокрого пылеуловителя

Таблица 7.1. Характеристика некоторых видов пылей и туманов

№ по прямой на рис 7.2	Виды пыли и тумана	В	χ
1	Конверторная пыль (при продувке кислородом сверху)	9,88*10-2	0,4663
2	Тальк	0,206	0,3506
3	Туман фосфорной кислоты	1,34*10-2	0,6312
4	Ваграночная пыль	1,355*10-2	0,6210
5	Мартеновская пыль	1,915*10-2	0,5688
6	Колошниковая (доменная) пыль	6,61*10-3	0,891
7	Пыль известковых печей	6,5*10-4	1,0529
8	Пыль, содержащая окислы цинка из печей выплавляющих латунь	2,34*10-2	0,5317
9	Щелочной аэрозоль из известковых печей	5,53*10-5	1,2295
10	Аэрозоль сульфата меди	2,14*10-4	1,0679
11	Дурнопахнущие вещества	1,09*10-5	1,4146
12	Пыль мартеновских печей, работающих на дутье, обогащенном кислород	1,565*10-6	1,619
13	Пыль мартеновских печей, работающих на воздушном дутье	1,74*10-6	1,594
14	Пыль из доменных печей	0,1925	0,3255
15	Пыль, образующаяся при выплавке 45%-ного ферросилиция в закрытых электропечах	2,42*10-5	1,26
16	Пыль, образующаяся в печах при производстве целлюлозы	4*10-4	1,05
17	Пыль производства черного щелока при обработке увлажненных газов	1,32*10-3	0,861
18	То же, при обработке сухих газов	9,3*10-4	0,861
19	Частицы поташа из МГД-установок открытого цикла	0,016	0,554
20	Пыль, образующаяся при выплавке силико-марганца в закрытых электропечах	6,9*10-3	0,67
21	Пыль каолинового производства	2,34*10-4	1,115
22	Сажа, образующаяся при электрокрекинге метана	10-5	1,36

Энергетический подход чрезвычайно упрощает расчет эффективности мокрых пылеуловителей и дает результаты, подтверждаемые опытом работы промышленных аппаратов. Эффективность очистки определяется в основном полезными энергозатратами.