Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases

The cleaning of the effluent gases of thermal power plants from ash particles is an important problem in the power engineering. For its solution, devices for scrubbing are widely used. The share of devices of such a type in Ukraine’s heat power industry constitutes about 40 %. Among their shortcomin...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автор:	Yatsenko V.P.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2012
Теми:	scrubbing of effluent gases collision efficiency collectors drops ash particles.
Онлайн доступ:	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/448
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	System Research in Energy
Завантажити файл:

Репозитарії

System Research in Energy

_version_	1871103813975277568
author	Yatsenko V.P.
author_facet	Yatsenko V.P.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Yatsenko V.P.", "institution": null } ]
author_sort	Yatsenko V.P.
baseUrl_str	https://systemre.org/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T12:57:39Z
description	The cleaning of the effluent gases of thermal power plants from ash particles is an important problem in the power engineering. For its solution, devices for scrubbing are widely used. The share of devices of such a type in Ukraine’s heat power industry constitutes about 40 %. Among their shortcomings, we mention a fairly low degree of the catching of particles, which does not enable one to meet the up-to-date ecological requirements. The efficiency of devices for scrubbing depends substantially on the features of the interaction of particles with collectors (drops or liquid films). The study of this phenomenon will be useful for the improvement of such devices.The collision efficiency is a fundamental characteristic of the interaction of a particle with a collector of any shape. The motion of ash particles to the collector surface and their interaction with it are caused mainly by the action of inertial, hydrodynamic, and electrostatic forces, as well as by the diffusion. The aim of this work is to deduce a formula for the collision efficiency within the inertial mechanism of motion of particles to the surface of a spherical collector.We have analyzed the available methods for the calculation of the inertial collision efficiency of particles on a spherical collector. We have shown that, for the modes of circumfluence of the collector, which are intermediate between the viscous and potential ones, the result of calculations of the collision efficiency by the Langmuir empiric formula does not coincide with the well-known data. Based on these data, we have obtained a relation that approximates well the collision efficiency for the intermediate modes of circumfluence. The use of this relation and the calculation of the degree of particle catching give values of the collision efficiency, which are closer to those registered in the practice of operation of the devices for scrubbing.
first_indexed	2026-03-24T02:01:48Z
format	Article
fulltext	48 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 1 (28) Під час спалювання вугілля на теплових електростанціях (ТЕС) утворюються продукти згоряння, які складаються з дисперсійної газо� вої фази і завислих у ній полідисперсних твер� дих (золових) та рідких частинок. Очищення газових викидів ТЕС від шкідливих домішок було і залишається важливим завданням енер� гетики. З огляду на зростаючі вимоги з охорони навколишнього середовища, ефективне вирі� шення цього завдання є актуальним. Залежно від умов, в яких відбувається вида� лення дисперсної фази, існуюче обладнання для очистки димових газів можна поділити на дві групи. До першої з них відносяться апарати, в яких частинки уловлюються без участі ріди� ни (апарати сухої очистки). До другої групи відносяться апарати мокрої очистки, в яких, крім газової фази, присутні рідини у суцільно� му чи дисперсному вигляді. Очисні пристрої цієї групи в теплоенергети� ці України становлять близько 40 %. Зокрема, інерційні золовловлювачі (мокрі скрубери) отримали поширення на вугільних котлах паро� продуктивністю від 100 до 640 т/год. Принцип дії апаратів ґрунтується на уловлюванні части� нок золи при їх взаємодії з колекторами (кра� плями рідини чи поверхнями, вкритими її плів� кою). Краплі утворюються розбризкуванням рідини форсунками і (або) потоком газу. Апарати для мокрої очистки прості у вигото� вленні, стійкі в роботі, не зашлаковуються золовими відкладеннями. Капітальні витрати на спорудження пристроїв цього типу невеликі, а їх обслуговування потребує мінімальних витрат. До недоліків пристроїв відноситься порівняно низький ступінь очищення Е, який не дозволяє досягти сучасних європейських екологічних вимог. Ефективність апаратів мокрої очистки знач� ною мірою залежить від особливостей взаємо� дії частинок з колекторами (краплями чи плів� ками рідини). Вивчення цього явища дозво� лить запропонувати шляхи удосконалення таких апаратів. Фундаментальною характеристикою взає� модії частинки з колектором будь�якої форми є коефіцієнт осадження η. Підведення золових частинок до поверхні колекторів і взаємодія з ними зумовлюються в основному дією інерцій� них, гідродинамічних, електростатичних сил, а також дифузії. Метою цієї роботи є отримання залежності для розрахунку коефіцієнта η лише від інерційного механізму підведення частинок до поверхні сферичного колектора. Зважаючи на велике практичне значення інерційного осадження частинок на тілах різної форми, вив� ченню цього механізму надається значна увага (див., наприклад, [1–7]). Обтікання колектора потоком газу будемо розглядати у двовимірній постановці з огляду на його симетричність. Схему обтікання наве� дено на рис. 1. Тут введено такі позначення: U∞ – швидкість газу вдалині від колектора, d – його діаметр, r – радіус�вектор. Коефіцієнт осаджен� ня η частинки на колектор (ефективність улов� лювання) визначається за формулою η = 4(y0/d)2, де у0 – найбільша за модулем ордината точки старту частинки, за якої ще від� бувається зіткнення. Теоретичне визначення цього коефіцієнта зводиться до розв’язання рівнянь руху частинок у заданому полі швидкостей газового потоку. За УДК 66.074.51:532.529.5 В.П. ЯЦЕНКО, канд. техн. наук Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ ОСАДЖЕННЯ ЗОЛОВИХ ЧАСТИНОК НА СФЕРИЧНІ КОЛЕКТОРИ У ПРИСТРОЯХ ДЛЯ МОКРОЇ ОЧИСТКИ ДИМОВИХ ГАЗІВ Проаналізовано існуючі методи розрахунку коефіцієнта інерційного осадження частинок на сферичний колектор. Отримано залежність для визначення коефіцієнта осадження при проміжних між в’язким і потенціальним режимах обтікання колекторів. Проведено зіставлення залежності з відомими експериментальними даними. З використанням отри& маної залежності виконано розрахунки ефективності очищення димових газів від леткої золи апаратами двох типів – порожнистим скрубером і скрубером Вентурі. К л ю ч о в і с л о в а: мокра очистка димових газів, коефіцієнт осадження, колектори, краплі, частинки золи. © В.П. ЯЦЕНКО, 2012 відсутності зовнішніх сил удалині від колектора швидкості частинок і газу приймаються рівни� ми, і за допомогою розв’язання рівнянь руху частинок з різними початковими координатами знаходиться гранична траєкторія. Таким чином, задача знаходження η зводиться до багаторазо� вого розв’язання задачі Коші для системи зви� чайних диференціальних рівнянь. Проте такий шлях пов’язаний з деякими незручностями. Вони полягають у тому, що у кожному конкретному випадку необхідно бага� торазово розв’язувати досить складні диферен� ціальні рівняння руху газу і частинок. Зручні� ше мати просту “емпіричну” формулу для роз� рахунку коефіцієнта осадження як функції вихідних величин, характерних для процесу обтікання колектора двофазовим потоком. Виконаний нами аналіз розмірностей фізич� них величин, від яких залежить результат взає� модії частинки з колектором, показав, що у загальному випадку ефективність інерційного осадження η є функцією трьох чисел подібно� сті: Re, Stk, δ/d. Тут Re – число Рейнольдса, Re = U∞d/ν; Stk – число Стокса, Stk = = U∞ρрδ2/(18νρd); δ, ρр– діаметр частинок і їх густина; ν, ρ – в’язкість і густина газу. Згідно з [2] внесок δ/d у величину η стає помітним лише при наближенні розмірів частинок до діа� метра колектора. Такі ситуації нехарактерні для процесів мокрого очищення газів. Тому в даній роботі будемо розглядати вплив на ко� ефіцієнт інерційного осадження лише двох чисел подібності – Re і Stk. Проаналізуємо відомі результати побудови залежностей η(Re, Stk). Класичними є дані тео� ретичних розрахунків коефіцієнта інерційного осадження, виконані Ленгмюром при обтіканні перешкод різної форми [1]. Більшість розра� хунків виконано за умови, що перешкоди обті� каються потенціальним потоком при достатньо високих значеннях числа Рейнольдса. Декілька розрахунків виконано для випадку обтікання перешкод в’язким потоком. За отриманими результатами в роботі [1] запропоновано залежності для визначення ефективності інерційного осадження частинок на тілах сферичної форми. При потенціально� му (Re → ∞) обтіканні в області значень Stk ≥ 0,1: Для в’язкого обтікання (Re → 0, Stk ≥ 0,607) отримано формулу Для гідродинамічної області, проміжної між в’язким і потенціальним обтіканням, Ленгмю� ром на базі інтуїтивних уявлень запропонована інтерполяційна залежність яка в роботах [2, 4] піддається справедливій критиці. Зокрема, в роботі [4] з використанням відо� мих даних [8] про швидкості газового потоку, отриманих при розв’язанні рівнянь Нав’є– Стокса для чисел Re = 0,01 – 400, проведено числові розрахунки коефіцієнта осадження і зіставлення його з формулою (3). Результати розрахунків наведено в роботі [4] у вигляді гра� фічних залежностей , які зображено на рис. 2. Тут yco = , К = 2Stk; лінії 1, 2 – розрахунки [3] для в’язкого і потенціального режимів обті� кання; лінії 3–8 – розрахунки [4] для проміж� них чисел Рейнольдса; штрихові лінії 9–11 – розрахунки [4] за формулою (3). З порівняння результатів, наведених на рис. 2, видно, що величини коефіцієнта осадження, розраховані в роботі [4] для проміжних між в’язким і потен� ціальним обтіканням значень Re, суттєво відрізняються від обчислених за формулою (3). З огляду на те, що ці результати, як зазнача� ють автори цитованої роботи, задовільно узго� η 49ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 1 (28) Осадження золових частинок на сферичні колектори у пристроях для мокрої очистки димових газів θ r U∞ y x d Рис. 1. Схема обтікання η = + 2 р 2 Stk . (Stk 0,25) (1) ⎡ ⎤η = +⎢ ⎥⎣ ⎦ �2 0,75ln(4Stk) 1 . 2Stk –1,214v (2) η + η η = + 60 Re , Re 60 v p (3) джуються з відомими експериментальними даними, їх можна було б використовувати для визначення ефективності інерційного уловлю� вання частинок золи краплями рідини для різ� них значень чисел Стокса і Рейнольдса. Але такий, графічний, метод знаходження величи� ни незручний для практичного використання. Значно доцільніше мати аналітичну залежність коефіцієнта інерційного осадження від визна� чальних чисел подібності процесу. З метою отримання такої залежності нами виконано обробку даних [4]. Під час обробки використовували величини коефіцієнта осаджен� ня η, отримані елементарними перерахунками величин yco. Спочатку було сформовано масив значень η(К) для наведених на рис. 2 фіксованих чисел Рейнольдса. Далі масив поповнювався зна� ченнями η(К) для певних чисел Рейнольдса, про� міжних між фіксованими. Ці значення знаходи� лись шляхом інтерполяції даних, наведених на рис. 2, для кожного вибраного числа Re. Отрима� ні результати наведено в табл. 1. Функціональний зв’язок між коефіцієнтом осадження і визначальними числами подібно� сті відшукувався у формі, аналогічній рівнян� ню (2), а саме де m, n і K * є функціями числа Рейнольдса. Обробка даних, наведених в табл. 1, методом найменших квадратів дозволила отримати такі вирази для m, n і K * : На рис. 3 наведено значення ефективності інерційного осадження, розраховані за форму� лою (4) (суцільні лінії), і зіставлення їх з дани� ми [4]. З порівняння наведених залежностей видно, що результати розрахунків задовільно збіга� ються з даними [4]. На рис. 4 наведено зіставлення результатів експериментальних досліджень [9] (точки), в 50 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 1 (28) В.П. ЯЦЕНКО Рис. 2. Залежності yco(К) для різних чисел Рейнольдса: 1 – в’язке обтікання; 2 – потенціальне обтікання; 3, 9 – Re = 1; 4, 10 – Re = 10; 5 – Re = 20; 6 – Re = 100; 7 – Re = 200; 8, 11 – Re = 400 η = + − �2 [1 ln( )/( )]m nK K K (4) − ≤ ≤⎧ ⎪= − +⎨ ⎪ ≤ ≤⎩ 2 0,575 0,145lnRe, 0,1 Re 10; 0,394 0,082lnRe 0,005(lnRe) , 10 Re 1000. m (5) − − = ⋅ − − ⋅ + + 7 3 4 2 2,259 10 Re 6,857 10 Re 0,776Re 1,778. n (6) = + �1,538 5,683[ln(8,709 10Re)] .K (7) 51ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 1 (28) Осадження золових частинок на сферичні колектори у пристроях для мокрої очистки димових газів Таблиця 1 – Коефіцієнти осадження залежно від чисел К і Re Re К 1 2 4 10 20 40 100 200 400 1000 0,2 0,006 0,3 0,015 0,037 0,3 0,006 0,033 0,048 0,070 0,4 0,021 0,073 0,094 0,111 0,133 0,5 0,040 0,084 0,135 0,156 0,171 0,193 0,6 0,040 0,090 0,131 0,181 0,200 0,221 0,240 0,8 0,044 0,141 0,181 0,219 0,268 0,289 0,312 0,326 1,0 0,056 0,123 0,218 0,265 0,299 0,350 0,367 0,386 0,403 1,2 0,044 0,123 0,182 0,277 0,332 0,360 0,401 0,423 0,442 0,458 1,5 0,135 0,210 0,265 0,348 0,403 0,430 0,473 0,490 0,504 0,521 2,0 0,244 0,308 0,367 0,444 0,498 0,516 0,560 0,576 0,598 0,608 3,0 0,386 0,441 0,494 0,566 0,613 0,627 0,664 0,679 0,696 0,709 4,0 0,479 0,526 0,573 0,643 0,689 0,709 0,734 0,748 0,757 0,764 6,0 0,585 0,624 0,664 0,733 0,774 0,789 0,801 0,810 0,821 0,832 8,0 0,648 0,689 0,717 0,774 0,821 0,830 0,841 0,852 0,861 0,870 10,0 0,689 0,729 0,759 0,810 0,854 0,859 0,869 0,876 0,885 0,893 20,0 0,800 0,832 0,852 0,884 0,908 0,916 0,924 0,931 0,937 0,943 30,0 0,848 0,865 0,882 0,912 0,922 0,931 0,941 0,946 0,953 0,956 40,0 0,882 0,891 0,901 0,922 0,929 0,939 0,945 0,951 0,956 0,962 60,0 0,906 0,914 0,922 0,933 0,939 0,945 0,951 0,956 0,962 0,968 80,0 0,927 0,933 0,939 0,945 0,951 0,956 0,962 0,966 0,970 0,974 100,0 0,933 0,939 0,945 0,951 0,956 0,962 0,968 0,972 0,976 0,980 Рис. 3. Залежність η(Re, K) яких визначались коефіцієнти осадження дріб� них крапель води на крупних, і значень цього коефіцієнта, розрахованих для умов дослідів за формулою (4) (суцільні лінії) і (3) (штрихові лінії). Зауважимо, що в роботі [9] не вказано діапа� зон швидкостей газу, в якому проводились вимірювання коефіцієнта осадження. Відомо лише, що швидкість потоку була достатньою для утримання краплі�колектора в зоні вимі� рювання. З огляду на це, розрахунки проводи� лись при швидкості газу U∞, яка дорівнювала швидкості витання νв краплі�колектора. Наведені на рис. 4 результати свідчать про суттєву відмінність значень η, розрахованих за формулою (3), і даних [9]. В той самий час має місце задовільне узгодження експерименталь� них даних і результатів обчислень коефіцієнта осадження за формулою (4). Таким чином, цю формулу можна рекомендувати для практич� них розрахунків. Розглянемо використання цієї формули для розрахунків ступеня очистки газів Е від части� нок золи апаратами двох типів – порожнистим скрубером (СП), і скрубером Вентурі (СВ). Величину Е будемо визначати за формулою яка, зазвичай, використовується для розрахун� ків ефективності очищення газів апаратами такого типу [10]. Тут q – питома витрата води на зрошення; L – висота СП (довжина труби Вентурі); uij – відносна швидкість зіткнення краплі з частинкою; ui – швидкість краплі. Як свідчить аналіз результатів робіт [10–12], для визначення коефіцієнта осадження η найбіль� ше використовується залежність (1). Тому для розрахунків ступеня очистки і порівняння отриманих результатів, крім (4), будемо вико� ристовувати і цю залежність. Швидкість газу в апаратах типу СП, як пра� вило, підтримується в межах ug = 0,6–1,5 м/с, а питомі витрати води становлять q = 0,5–6 л/м3. Гідравлічний опір Δр цих апаратів не переви� щує 250 Па. Ефективність вловлювання золо� вих частинок розміром δ > 10 мкм за даними [13] сягає значень E ≈ 99 % і різко знижується (до 60 – 70 %) при δ < 5 мкм. Більш ефективними є скрубери Вентурі. Згідно з [14] вони можуть працювати з ефек� тивністю E = 96 – 98 % навіть при уловлюванні золи із середнім розміром частинок 1–3 мкм. Початкова концентрація пилу у газі може скла� дати від 0,05 до 100 г/м3. Швидкість газу в гор� ловині повинна підтримуватися в межах 30 – 150 м/с, а питома витрата води – у межах 0,25 – 1,5 л/м3. Вихідні дані, вибрані з урахуванням цих тех� нічних характеристик апаратів, наведено в табл. 2. В цій же таблиці наведено деякі результати розрахунків, виконаних при ρр = 2000 кг/м3. 52 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 1 (28) В.П. ЯЦЕНКО Рис. 4. Залежність η(Stk): 1 – Re =10, d = 200 мкм; 2 – Re =40, d = 400 мкм η⎛ ⎞ = − −⎜ ⎟⎝ ⎠ 3 1 exp , 2 ji i qLu E du (8) Середній діаметр крапель (діаметр Заутера d32), які утворюються при розпилюванні води у трубі Вентурі, визначали за формулою Нукія� ми і Танасави з урахуванням поправок до неї, отриманих в роботі [15]. Значення ui обчислю� вались за результатами числових розрахунків швидкості краплі у трубі Вентурі і подальшого їх осереднення. Величина uij знаходилась за умови, що частинки золи рухаються зі швидкі� стю газу. Діаметр d32 для апаратів типу СП вибирався за даними [13] для відцентрових форсунок. Швидкість крапель приймалась рівною їх швидкості витання, а відносна швидкість uij знаходилась для умов протитечійного руху газу з частинками золи і крапель. Аналіз результатів, наведених в табл. 2, свід� чить про те, що при вибраних вихідних даних лише для частинок δ ≥ 10 мкм величина E в обох типах апаратів не залежить від того, за якими формулами визначався коефіцієнт осадження η. Для менших частинок існує певне значення розміру δ, починаючи з якого величина E суттє� во залежить від способу обчислення η. Особливо велика відмінність між значення� ми ефективності уловлювання дрібних части� нок, розрахованими з використанням (1) та (4), має місце для скрубера СП. Наприклад, за даними табл. 2, в разі використання формули (1) ефективність уловлювання частинок δ = 3 мкм порожнистим скрубером становить 89 %, а під час обчислення η за формулою (4) – Е = 67 %. Зазначимо, що останнє значення ефективності згідно з [10, 13] більше відповідає практиці експлуатації апаратів цього типу. Важливою характеристикою очисного апа� рата будь�якого типу є діаметр частинок, які уловлюються апаратом з ефективністю Е = 50 %. За цією характеристикою можна порівнювати апарати, або визначати конструктивні і техно� логічні параметри процесу очищення, які забез� печують для даної частинки значення η50. Нами виконано розрахунки геометричних характеристик (висоти порожнистого скрубера і довжини труби Вентурі), за яких для частинок з розмірами, наведеними в табл. 2, досягаються значення Е50. Ці характеристики позначалися як L50. Як і в попередньому випадку, коефіцієнт осадження Е50 визначався за формулами (1) (варіант А) і (4) (варіант Б). Отримані результати свідчать про те, що у разі використання формули (1) величини L50 для обох типів апаратів менші порівняно з цією геометричною характеристикою, розрахованою з використанням залежності (4). Наприклад, 50 % частинок діаметром δ = 3 мкм уловлюються порожнистим скрубером у варіанті А при зна� ченні L50 = 0,61 м, а у варіанті Б – при L50 = 1,27 м. Для забезпечення значень Е50 при уловлю� ванні частинок δ = 1 мкм труба Вентурі у варіан� тах А і Б повинна мати довжину L50 = 0,42 м і L50 = 0,56 м відповідно. З огляду на наведені в табл. 2 і літературі [10, 13] показники ефектив� ності апаратів СП і СВ значення L50, отримані у варіанті Б, точніші. Таким чином, використання формули (4) для визначення коефіцієнта осадження η і подаль� ших розрахунків ефективності уловлювання частинок, з нашої точки зору, дає реальніші зна� чення Е, які більше наближені до практики експлуатації апаратів мокрого очищення газів. ВИСНОВКИ Для прогнозування ефективності очищення димових газів апаратами мокрої очистки необхідна інформація про коефіцієнти осадження частинок на краплях рідини (сфе� ричних колекторах). Підведення частинок до поверхні колекторів при мокрому очищенні газів зумовлюється, в основному, інерційним механізмом. Отримано залежність для обчислення кое� фіцієнта інерційного осадження частинок на 53ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 1 (28) Осадження золових частинок на сферичні колектори у пристроях для мокрої очистки димових газів Таблиця 2 – Вихідні дані і результати розрахунку ефективності очищення E, % при визначенні за формулоюТип апа% рата L, м q, л/м3 ug, м/с d32⋅⋅103, м Re δδ⋅⋅106, м K (1) (4) 3 0,58 89 67 СП 0,6 0,5 86 10 6,42 99,8 99,7 1 0,94 91 82,3 СВ 2 1 50 0,15 112 10 93,3 99,6 99,5 54 ISSN 1562�8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 1 (28) В.П. ЯЦЕНКО сферичному колекторі при режимі його обті� кання, проміжному між в’язким і потенціаль� ним. Зіставлення результатів розрахунків цього коефіцієнта з відомими даними дозволяє рекомендувати отриману формулу для прак� тичного використання. Визначення за її допомогою коефіцієнта осадження при прогнозуванні ефективності мокрого очищення газів надає можливість ана� лізувати вплив режимних і технологічних параметрів очисних апаратів на процес очи� щення, і вибирати оптимальні режими їх експлуатації. Робота підтримана НАН України (спільний проект № 07�08�12 (У) НАН України та Російського фонду фундаментальних дослі� джень. 1. Langmuir I. The production of rain by a chain reac� tion in cumulus clouds at temperatures above free� zing / I. Langmuir // J Meteor. – 1948. – Vol. 5, No. 5. – P. 175 – 192. 2. Фукс Н.А. Механика аэрозолей / Н. А. Фукс. – М.: Изд�во АН СССР, 1955. – 351 с. 3. Fonda A. The classical computation of the aerodyna� mic capture of particle by spheres / A. Fonda, H. Herne // Int. J. Air Pollut. – 1960. – Vol. 3, No. 1. – P. 26 – 34. 4. Beard К.V. Numerical collision efficiencies for small raindrops colliding with micron size particles / К. V. Beard, S. N. Grover // J. Atmos. Sci. – 1974. – Vol. 31, No. 2. – P. 543 – 550. 5. Prem A. Calculated particle collection efficiencies by single droplets considering inertial impaction, Brownian diffusion and electrostatics / A. Prem, M. J. Pilat // Atm. Envir. – 1978. – Vol. 12, No 10. – P. 1981 – 1990. 6. Евстигнеев В.В. Моделирование процессов очистки отработавших газов химических произ� водств и дизельных агрегатов от твердых частиц СВС�фильтрами / В.В. Евстигнеев, А.Л. Новосе� лов, В.И. Пролубников, Н.П. Тубалов // Изв. Томск. политехн. ун�та. – 2005. – Т. 308, № 1. – C. 138 –143. 7. Lim K.S. Prediction for particle removal efficiency of a reverse jet scrubber / K.S. Lim, S.H. Lee, H.S. Park // J. Aerosol Sci. – 2006. – Vol. 37, No. 12. – P. 1826 – 1839. 8. LeClair В.P. A numerical study of the drag on a sphere at low and intermediate Reynolds numbers / В.P. LeClair, A.E. Hamielec, H.R. Pruppacher // J. Atmos. Sci. – 1970. – Vol. 27, No. 2. – P. 308 – 315. 9. Collision efficiencies empirically determined from laboratory investigations of collisional growth of small raindrops in a laminar flow field / O. Vohl, S.K. Mitra, S. Wurzler [et al.] // Atm. Res. – 2007. – Vol. 85, No. 11. – P. 120–125. 10. Очистка промышленных газов от пыли / В.Н. Ужов, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков, И.К. Реши� дов. – М.: Химия, 1981. – 392 с. 11. Сугак Е.В. Очистка газовых выбросов от высоко� дисперсных частиц в дисперсно�кольцевом пото� ке / Е.В. Сугак, Н.А. Войнов, Н.Ю. Житкова // Химия растительного сырья. – 2000. – №4. – С. 85–101. 12. Particle removal efficiency of gravitational wet scrubber considering diffusion, interception, and impaction / H. T. Kim, C. H. Jung, S. N. Oh, K. W. Lee // Environmental Eng. Sci. – 2001. – Vol. 18, No. 2. – P. 125 – 136. 13. Алиев Г.М.�А. Техника пылеулавливания и очист� ки промышленных газов: Справ. изд. / Г.М.�А. Алиев. – М.: Металлургия, 1986. – 544 с. 14. Очистка промышленных газов от газообразных и дисперсных примесей / Е.В. Сугак, Н.А. Вой� нов, Р.А. Степень, Н.Ю. Житкова // Химия растительного сырья. – 1998. – №3. – С. 21 – 34. 15. Guerra V.G. Experimental investigation on the effect of liquid injection by multiple orifices in the formation of droplets in a Venturi scrubber / V. G. Guerra, J. A. S. Goncalves, J. R. Coury // J. Hazard. Mater. – 2009. – Vol. 161. – Р. 351 – 359. Надійшла до редакції 28.03.2012
id	systemreorg-article-448
institution	System Research in Energy
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:14:10Z
publishDate	2012
publisher	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	systemreorg/d5/dc702f37d6e85ab6cbdf733a4ecbe1d5.pdf
spelling	systemreorg-article-4482026-07-18T12:57:39Z Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases Осадження золових частинок на сферичні колектори у пристроях для мокрої очистки димових газів Yatsenko V.P. scrubbing of effluent gases, collision efficiency, collectors, drops, ash particles. мокра очистка димових газів, коефіцієнт осадження, колектори, краплі, частинки золи. The cleaning of the effluent gases of thermal power plants from ash particles is an important problem in the power engineering. For its solution, devices for scrubbing are widely used. The share of devices of such a type in Ukraine’s heat power industry constitutes about 40 %. Among their shortcomings, we mention a fairly low degree of the catching of particles, which does not enable one to meet the up-to-date ecological requirements. The efficiency of devices for scrubbing depends substantially on the features of the interaction of particles with collectors (drops or liquid films). The study of this phenomenon will be useful for the improvement of such devices.The collision efficiency is a fundamental characteristic of the interaction of a particle with a collector of any shape. The motion of ash particles to the collector surface and their interaction with it are caused mainly by the action of inertial, hydrodynamic, and electrostatic forces, as well as by the diffusion. The aim of this work is to deduce a formula for the collision efficiency within the inertial mechanism of motion of particles to the surface of a spherical collector.We have analyzed the available methods for the calculation of the inertial collision efficiency of particles on a spherical collector. We have shown that, for the modes of circumfluence of the collector, which are intermediate between the viscous and potential ones, the result of calculations of the collision efficiency by the Langmuir empiric formula does not coincide with the well-known data. Based on these data, we have obtained a relation that approximates well the collision efficiency for the intermediate modes of circumfluence. The use of this relation and the calculation of the degree of particle catching give values of the collision efficiency, which are closer to those registered in the practice of operation of the devices for scrubbing. Очищення димових газів ТЕС від частинок золи є важливою енергетичною задачею. Для її вирішення широко використовуються апарати мокрого очищення. Пристрої такого типу в теплоенергетиці України становлять близько 40 %. До їх недоліків належить порівняно низький ступінь уловлювання частинок, який не дозволяє досягти сучасних екологічних вимог. Ефективність апаратів мокрої очистки значною мірою залежить від особливостей взаємодії частинок з колекторами (краплями чи плівками рідини). Вивчення цього явища дозволить запропонувати шляхи удосконалення таких апаратів.Фундаментальною характеристикою взаємодії частинки з колектором будь-якої форми є коефіцієнт осадження. Підведення золових частинок до поверхні колектора і взаємодія з ним зумовлюються в основному дією інерційних, гідродинамічних, електростатичних сил, а також дифузії. Метою цієї роботи є отримання залежності для розрахунку коефіцієнта осадження при інерційному механізмі підведення частинок до поверхні сферичного колектора.Проаналізовано існуючі методи розрахунку коефіцієнта інерційного осадження частинок на сферичний колектор. Показано, що при режимах обтікання колектора проміжних між в’язким і потенціальним, результати обчислення коефіцієнта за емпіричною залежністю Ленгмюра не збігаються з відомими даними. На базі цих даних в роботі отримано формулу, яка задовільно апроксимує коефіцієнт осадження при проміжних режимах обтікання. Використання формули для визначення коефіцієнта осадження і подальших розрахунків ефективності уловлювання частинок дає реальніші значення ефективності, які більш наближені до практики експлуатації апаратів мокрого очищення газів. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2012-04-26 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/448 System Research in Energy; No. 1 (28) (2012): The Problems of General Energy; 48-54 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (28) (2012): Проблеми загальної енергетики; 48-54 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/448/385 Copyright (c) 2012 Yatsenko V.P. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
spellingShingle	scrubbing of effluent gases collision efficiency collectors drops ash particles. Yatsenko V.P. Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases
title	Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases
title_alt	Осадження золових частинок на сферичні колектори у пристроях для мокрої очистки димових газів
title_full	Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases
title_fullStr	Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases
title_full_unstemmed	Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases
title_short	Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases
title_sort	sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases
topic	scrubbing of effluent gases collision efficiency collectors drops ash particles.
topic_facet	scrubbing of effluent gases collision efficiency collectors drops ash particles. мокра очистка димових газів коефіцієнт осадження колектори краплі частинки золи.
url	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/448
work_keys_str_mv	AT yatsenkovp sedimentationofashparticlesonsphericalcollectorsindevicesforthescrubbingofeffluentgases AT yatsenkovp osadžennâzolovihčastinoknasferičníkolektoriupristroâhdlâmokroíočistkidimovihgazív

Sedimentation of ash particles on spherical collectors in devices for the scrubbing of effluent gases

Репозитарії

Схожі ресурси