Usuwanie kropli zdeponowanych na wkładach koalescencyjnych
Transkrypt
Usuwanie kropli zdeponowanych na wkładach koalescencyjnych
Praca dyplomowa inżynierska Nr albumu: 227260 Promotor: dr inż. Jakub Gac Rok akademicki: 2013/2014 Wprowadzenie Zanieczyszczenia gazu kroplami fazy ciekłej są powszechnie spotykanym w przemyśle zjawiskiem, a ich usunięcie często jest niezbędne do prawidłowego przebiegu danego procesu. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie filtrów oczyszczających gaz z powstałych kropli aerozolu. W przypadku filtrów koalescencyjnych rozdzielenie zachodzi dzięki koalescencji, czyli łączeniu się kropel i tworzeniu nowych o zwiększonych rozmiarach. Wówczas możliwe jest usunięcie zanieczyszczenia przy użyciu prostych metod separacyjnych, np. z wykorzystaniem siły grawitacji. 24 21 18 0,07 0,06 seria 2 pomiar 1 seria 2 pomiar 2 seria 4 pomiar 1 seria 4 pomiar 2 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0 2 4 6 8 Liczba kropel [-] Autor: Agnieszka Paziewska Wyniki badań Doświadczeniom poddano polipropylenowe wkłady włókninowe oraz wkłady elektretowe tzn. posiadające stały ładunek elektrostatyczny na włóknach. Oczyszczanie polegało na odmuchiwaniu obładowanych wkładów strumieniem czystego gazu, przepływającego zgodnie z kierunkiem obładowania. Do generacji aerozolu ciekłego użyto oleju DEHS. Znormalizowana liczba kropel [-] Usuwanie kropli zdeponowanych na wkładach koalescencyjnych 12 Układ testowy Stanowisko wykorzystane w doświadczeniach zawierało: kanał pomiarowy, obejmę na wkłady filtracyjne, optyczny licznik cząstek, pompkę ssącą, układ zasilania sprężonym gazem, układ chłodzący, układ sterowania. Rys.11. Kanał pomiarowy Filter Media Test System HFP 2000 6 3 0 Średnica porywanych kropel [µm] Wykres.1. Rozkład wielkości oderwanych kropel dla prefiltra B. 1 2 3 4 5 6 Średnica porywanych kropel [µm] Wykres.2. Rozkład wielkości oderwanych kropel dla warstwy elektretowej. 4000 5000 4000 seria 1 seria 2 seria 3 3000 2000 1000 0 Liczba kropel [-] Liczba kropel [-] 9 0 10 6000 Cel i zakres pracy Celem niniejszej pracy jest eksperymentalne badanie oczyszczania wkładów koalescencyjnych ze zdeponowanych na tych wkładach kropel. Zakres pracy obejmuje: Przegląd literaturowy dotyczący zagadnień związanych z optymalizacją użytkowania włókninowych wkładów koalescencyjnych . Badania pozwalające na rejestrację danych niezbędnych do opisu zachowania kropel w czasie i wyznaczenia doświadczalnego rozkładu wielkości kropel. Analiza wpływu parametrów testowych oraz morfologii i własności wkładów na efektywność porywania kropel. pomiar 1 pomiar 2 pomiar 3 15 3000 seria 2 2000 seria 3 1000 seria 4 0 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 0,5 2 3,5 5 6,5 8 9,5 11 12,5 Czas [min] Czas [min] Wykres.3. Liczba kropel w funkcji czasu dla warstwy głównej, U = 0,2 m/s. Wykres.4. Liczba kropel w funkcji czasu dla warstwy głównej, U = 0,8 m/s. Wnioski Rozkłady dla wszystkich badanych warstw są zbliżone do rozkładu monodyspersyjnego i charakteryzują się wysoką powtarzalnością. Modyfikacja włókien w postaci stałego ładunku elektrostatycznego skutecznie utrudnia odrywanie kropel, zwłaszcza tych o małych rozmiarach. Zwiększanie szybkości przepływu gazu prowadzi do wydłużenia procesu odmuchiwania i zwiększenia liczby oderwanych kropel. Średnia średnica porywanych kropel zależy od morfologii wkładu, tj. wraz ze wzrostem średniej średnicy włókien oraz porowatości filtra, średnia średnica odrywanych kropel rośnie. Większość masy porywanego oleju przenoszą krople o średnicy powyżej 1 𝜇m.