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.