Параметры очищаемого газа

Параметры очищаемого газа

Одной из важных величин в расчетах по пылеулавливанию является удельный вес поступающих в пылеуловитель газов (у, кГ/м³).

Таблица 5. Параметры очищаемого газа.Удельный вес некоторых газов при 0 С и 760 мм pт. cт.

В табл. 5 приводятся параметры очищаемого газа - удельный вес некоторых газов при температуре t = 0°С (т.е = 273° К) и барометрическом давлении Р = 760 мм рт. ст., т. е. при так называемых нормальных условиях. Эта величина обозначается через у_о.

Действительный удельный вес газов определяется по формуле

ɣ_д = ɣ₀ 273P / 760T, кГ/м³   

где Р - действительное давление газа, мм рт. ст.,Т - действительная температура, °К.

Удельный вес газовой смеси, для которой известно объемное процентное содержание отдельных компонентов V₁, V₂, ... V_n, определяется по формуле

Параметры очищаемого газа определяется чаще всего с помощью химических газоанализаторов, основанных на поглощении химическими реагентами или дожигании отдельных составляющих газовой смеси, - газо-анализаторов ЦКТИ, ВТИ-2 и др.

Широкое распространение начинают получать хроматографические газоанализаторы - приборы, основанные на разделении смеси газов при движении их через слои адсорбента.

В практике пылеулавливания анализ газов в большинстве случаев применяется лишь для выявления величины присосов наружного воздуха в пылеуловитель. Для этого достаточно определить на входе в аппарат и на выходе из него содержание какого-либо из легко поддающихся определению компонентов, например СО₂ или О₂. Действительно, при известном объемном содержании на входе и выходе углекислоты СО₂ и СО₂, абсолютное количество которой при этом, как правило, не меняется, коэффициент присоса - отношение объема присосанного воздуха к объему газов на входе в аппарат - с достаточной точностью можно найти по формуле

k_пр = CO'₂ - CO''2/CO'₂

Если известно содержание кислорода O'₂ и O"₂, kпp определится, исходя из того, что в присасываемом воздухе его содержится 21%:

k_пр = O''₂ - O'₂/21 - O'₂

Пример. Содержания в газах углекислоты и кислорода на входе в пылеуловитель составляют соответственно 12,5 и 8,5% на выходе 12 и 9%. Коэффициент присоса будет равен:

k_пр = 12,5 - 12/12,5 = 9 - 8,5/21 - 8,5 = 0,04.

Анализ газов на СО₂ и О₂ обычно производится с помощью переносных химических газоанализаторов ГХ-1 (Орса) или ГХП-ЗМ. Устройство последнего показано на рис. 3.

Проба газа, отбираемая из газопровода, засасывается через фильтр 1, заполненный стекловатой, в измерительную бюретку 2, уровень подкрашенной воды в которой был предварительно поднят до верхней метки. При засасывании пробы трехходовые краны 3 гребенки 4 находятся в положении, засасывание производится путем опускания уравнительного сосуда 5, который затем приставляется к боковой стенке аппарата так, чтобы уровень подкрашенной воды в измерительной бюретке и в уравнительном сосуде (по центральной части мениска) установился на нижней отметке 100 мл.

После этого первый трехходовой кран поворачивают в положение | и затем приступают к поглощению СО₂. Для этого кран первого поглотительного сосуда 6, заполненного 33%-ным раствором едкого кали, поворачивается в положение ˩. При этом во избежание выброса в гребенку 4 уравнительный сосуд должен быть поднят выше поглотительного сосуда. Поглотительный сосуд состоит из наружного стакана, закрытого резиновой пробкой, внутрь которого поставлен малый стакан в перевернутом виде так, что они представляют собой сообщающиеся сосуды. Дно внутреннего стакана соединено трубкой с трехходовым крапом на гребенке. Внутренний стакан заполнен стеклянными трубочками (дротом) для увеличения поверхности поглощения.

Сообщив измерительную бюретку с первым поглотительным сосудом, в него переводят газ, поднимая уравнительный сосуд, при этом воздух из наружного стакана вытесняется в резиновый мешочек 7; затем сосуд опускают, возвращая газ в бюретку. Перекачку повторяют 4-5 раз, затем жидкость в первом сосуде доводят до верхней отметки на соединительной трубочке, а трёхходовой кран возвращаю. Количество поглощенного СО₂ проверяют по новому уровню подкрашенной воды в измерительной бюретке, отсчитывая его по нанесенной на стекле шкале.

После этого процедуру перекачки газа повторяют до тех пор, пока уровень в бюретке не перестанет изменяться.

Таким же образом производят поглощение О₂ во втором сосуде, заполнивши раствором пирогаллола в растворе. В результате получают суммарное содержание в газах СО₂ + О_2.

Рис. 3. Газоанализатор ГХП-ЗМ.

Третий сосуд служит для поглощения СО. После окончания анализа остаток газа вытесняют в атмосферу через шланг 8, повернув первый трехходовой кран в положении ˧. Уровень в бюретке доводится до верхней отметки, затем кран поворачивается в положение начинается промывка соединительных линий и фильтра свежими порциями газа. Для этого пользуются отсасывающей грушей 5 или подсоединяют шланг 8 к вакуумной линии, если таковая имеется.

Полученные значения СО₂ и СО₂ + О₂ относятся к сухому составу газа. Для определения содержания водяных паров в газе его пропускают через психрометр, и влажность газа определяют по разнице показаний сухого и мокрого термометров с помощью соответствующих таблиц.

Высокое содержание Н₂О в газах может вызвать налипание пыли и коррозию стенок пылеуловителя, в особенности при работе на газах, имеющих низкую температуру. Большое значение поэтому имеет знание температуры точки росы (температуры конденсации водяных паров) для установления предельно допустимого снижения температуры очищаемых газов.

Параметры очищаемого газа температуры точки росы непосредственно по величине парциального давления водяных паров, определяемого с помощью психрометра, возможно только для чистого воздуха. Для дымовых газов этот метод определения оказывается неприемлемым, так как в газах всегда содержится некоторое количество SО₃, вызывающее существенное повышение действительной температуры точки росы по сравнению с расчетной температурой конденсации водяных паров.

По данным Н. В. Кузнецова, для сернистых топлив превышение t_p над tk составляет 75-110° С. Это явление связано с образованием в присутствии SO₃ серной кислоты H₂SO₄, которая имеет температуру конденсации, значительно превышающую t_k для чистых водяных паров.

Параметры очищаемого газа уменьшаются по-видимому частицы пыли или золы адсорбируют SO₃ из газов, понижая содержание в них серного ангидрида. "Энергоуглем" проведено определение точки росы дымовых газов за двумя котлами одной ТЭЦ, работающей на высоковлажных александрийских углях; X уходящих дымовых газов за золоуловителем одного из котлов, имевшего обычную схему пылеприготовления с прямым вдуванием, составила 139° С, в то время как у другого котла, оборудованного разомкнутой схемой ЦКТИ, температура точки росы уходящих газов за пылеуловителем при X в пределах 80-110°С оказалась равной всего лишь 71°С. Такая разница в значениях X объясняется тем, что в первом случае концентрация золы в дымовых газах до очистки была равна 25-30 г/м³, а во втором случае запыленность газов угольной пылью доходила до 120 г/м³.

Рис. 4. Прибор для нахождения точки росы. а) измерительный колпачок; б) внутреннее устройство прибора.

Очевидно также, что угольная пыль является лучшим сорбентом, чем зола. Аналогичные результаты были получены Институтом теплоэнергетики АН УССР. Для непосредственного определения температуры точки росы применяется прибор, показанный на рис. 4, который разработан ВТИ.

Основной деталью этого прибора является измерительный колпачок 1 из молибденового стекла (рис. 4,а), на поверхности которого впаяны два платиновых электрода на расстоянии 7 мм друг от друга к электродам подводится напряжение 12 в. Между ними в стекло впаяна платинородиевая термопара.

Прибор устанавливается в газоход перпендикулярно к движению газов или слегка наклонно навстречу потоку, так, чтобы колпачок хорошо омывался газами и не находился в аэродинамической тени. После прогрева прибора внутрь колпачка по центральной трубе подается охлаждающий воздух. Когда температура колпачка снижается ниже на его поверхности появляется пленка влаги, резко снижающая сопротивление участка между электродами. Изменения температуры и сопротивления пленки записываются. Построенные на основе замеров графические зависимости позволяют наглядно судить о температуре точки росы.

Минимально допустимая температура газов устанавливается с учетом гигроскопических свойств улавливаемой пыли. Для угольной, сланцевой пыли, золы и других негигроскопических пылей t_д.г = t_р +15/20 °С. Для гигроскопических пылей (цемент, глина и др.) t_дг=t_р+40/50 С.