Введение
1 Анализ существующего оборудования для очистки промышленных газов от твердых дисперсных частиц 14
1.1 Классификация оборудования, механизмы и способы очистки промышленных газов 14
1.2 Оборудование для сухой очистки газов
1.2.1 Осаждение в гравитационном поле 17
1.2.2 Осаждение в инерционном поле 18
1.2.3 Осаждение в центробежном поле
1.3 Фильтрационная очистка газов 22
1.4 Электрическая очистка газов 24
1.5 Оборудование для мокрой очистки газов
1.5.1 Полые газопромыватели 27
1.5.2 Насадочные скрубберы 29
1.5.3 Тарельчатые аппараты 30
1.5.4 Аппараты ударно-инерционного действия 32
1.5.5 Скрубберы с подвижной насадкой 34
1.5.6 Центробежные скрубберы 36
1.5.7 Механические газопромыватели 39
1.5.8 Скоростные пылеуловители
1.6 Проблема повышения эффективности газоочистного оборудования при улавливании высокодисперсных частиц 44
1.7 Описание механизма обтекания капли газовой средой, содержащей твердые частицы 47
1.8 Описание механизмов взаимодействия твердых частиц с каплями в акустическом поле 48
1.9 Источники ультразвукового воздействия на газодисперсные среды 50 1.10 Варианты практического применения УЗ-коагуляции в промышленной газоочистке 53
1.11 Выводы по разделу 1 56
2 Выявление режимов и условий ультразвукового воздействия, обеспечивающих максимальную эффективность улавливания дисперсных частиц в трубе Вентури 58
2.1 Разработка теоретической модели инерционной газоочистки в трубе
Вентури с одновременным ультразвуковым воздействием 58
2.1.1 Принятые допущения в математической модели движения дисперсных частиц в скруббере Вентури при ультразвуковом воздействии 60
2.1.2 Математическое описание движения газа в скруббере Вентури 64
2.1.3 Математическое описание движения дисперсных частиц в скруббере Вентури 65
2.1.4 Математическое описание процесса ультразвуковой коагуляции дисперсных частиц в трубе Вентури 66
2.1.5 Программные средства, используемые для численной реализации математической модели процесса мокрой газоочистки в скруббере Вентури при наложении ультразвуковых полей 73
2.1.6 Реализация численной модели мокрой очистки газов в скруббере Вентури в программном комплексе ANSYS Fluent 74
2.1.7 Учет ультразвуковой коагуляции дисперсных частиц при реализации численной модели в ANSYS Fluent 80
2.2 Численный расчет эффективности очистки газов в скруббере Вентури без
ультразвукового воздействия 81
2.2.1 Исходные данные для проведения численных расчетов скруббера Вентури 81
2.2.2 Моделирование движения газового потока в ANSYS Fluent 84
2.2.3 Определение времени пребывания и скорости движения дисперсных частиц в скруббере Вентури 85
2.2.4 Расчет изменения объемного содержания твердых частиц в скруббере Вентури в результате их коагуляции с каплями жидкости 91
2.2.5 Определение дисперсного состава частиц на выходе трубы Вентури 94
2.2.6 Определение эффективности газоочистки в скруббере Вентури 97
2.3 Определение эффективности очистки газов в скруббере Вентури при
ультразвуковом воздействии 100
2.3.1 Определение эффективности улавливания частиц от режимов ультразвукового воздействия в трубе Вентури 100
2.3.2 Определение эффективности улавливания частиц от угла направления и зоны распространения УЗ-колебаний в трубе Вентури 105
2.3.3 Определение эффективности работы скруббера Вентури при воздействии УЗ-колебаниями 113
2.3.4 Определение эффективности скруббера при известном дисперсном составе золы, получаемой при сжигании различных углей 118
2.4 Выводы по разделу 2 121
3 Исследование процесса газоочистки в неоднородном акустическом поле 123
3.1 Определение эффективности скруббера Вентури при неоднородном УЗ-поле 123
3.2 Определение мест установки УЗ-излучателей в трубе Вентури 126
3.3 Методика проведения численных расчетов эффективности золоулавливания в зависимости от количества, размера и угла установки УЗ-излучателей 128
3.4 Выявление зависимости эффективности золоулавливания от направления ввода УЗ-колебаний в трубе Вентури
3.4.1 Расчет распределения уровня звукового давления при различных углах установки УЗ-излучателей в трубе Вентури 130
3.4.2 Экспериментальное подтверждение теоретически рассчитанного распределения акустического поля в трубе Вентури 133
3.4.3 Расчет эффективности газоочистки при различных углах установки УЗ-излучателей в трубу Вентури 136
3.5 Выявление зависимости эффективности золоулавливания от количества и площади поверхности УЗ-излучателей в трубе Вентури 139
3.5.1 Расчет эффективности газоочистки при установке 2-х излучателей в трубу Вентури 140
3.5.2 Расчет эффективности газоочистки при установке 4-х УЗ-излучателей в трубу Вентури 144
3.5.3 Расчет эффективности газоочистки при установке 6-ти УЗ-излучателей в трубу Вентури 148
3.6 Выводы по разделу 3 154
4 Экспериментальное подтверждение эффективности применения
ультразвукового воздействия для повышения степени газоочистки 156
Заключение 165
Список литературы
