Engineered Мист Eliminator,

Мист ликвидации или удаления захваченных капель жидкости из потока пара, является одним из наиболее часто встречающихся процессов независимо от блока. К сожалению, туман элиминаторы часто рассматриваются товарные позиции и указаны без внимания имеющиеся технологии и подходы к проектированию. Инженерных туманоуловитель может уменьшить жидких переходящий на коэффициент 100 или более по отношению к стандартной единицы, потери падение головой на 50% или более, или увеличить мощность факторами три или четыре. Это руководство кратко экономически эффективных подходов к снижению потери растворителя или выделяемых продуктах, увеличения продолжительности жизни и ремонт оборудования циклов с помощью проверенных и рентабельных технологий и методов.

Образования капель и объемы распределения

Увлекается жидкости состоит не только из же размера капель, а также широкий спектр капель, размеры которых могут быть охарактеризованы с нормальным или Белл Распределение центре около некоторого среднего или средний. Средний размер капель во многом зависит от механизма, с помощью которых они создаются. Калибровка уравнения выражается через вероятность удаления капель заданного диаметра и производительности туман фильтр является интеграция или в общей сложности сумма отдельных эффективности удаления. Поэтому крайне важно знать примерное распределение размеров капли, чтобы правильно спроектировать систему туман ликвидации. 1 приведены типичные кривые распределения размеров из различных источников.

На практике, дизайнеры и инженеры не количественную меру или капли распределения размеров, а они, как предполагается, основанные на эмпирических данных и опыта. К счастью, опытный инженер, можно предположить примерное распределение на основе средств и механизм, посредством которого создаются капель. Типичные примеры из общих источников туман приведены для иллюстрации этих понятий.

Изобразительное капли распределения, которую часто называют туманов (

Туман также образуется при реакции газовой фазы образуют жидкий продукт, как и в случае паровой фазы к югу SO 3 ^ ^ и влагоотдача H ^ 2 ^ к югу SO ^ ^ 4 к югу. Вниз по течению быстро разъедает оборудования без демонтажа этой жидкости. Аналогичные проблемы можно найти в башни аммиака самородок, многие приложения хлора, а также фосфорной и азотной кислоты растений.

Туман состоит из капель в диапазоне 3 Мист сходит верхней части упаковки или на поддонах или порожденные поверхностного испарения, как правило, в широком диапазоне 5-800 мкм. В башнях, используемых в гликоль обезвоживания и аминов подсластителей, в котором туманы являются основным источником дорогостоящие потери растворителя, удаление капель до 5 мкм рекомендуется.

сопла гидравлические спрей генерировать частицы диаметром более 50 мкм и пневматические сопла больше 10 мкм, с верхним пределами достижения 1000 мкм.

Первый шаг в инженерной туман фильтр состоит в определении механизма, посредством которого капель формируются и предположить, средний размер капли. Рисунок 2 кратко типичные распределения частиц по размерам, вызванный различными механизмами:

Это руководство содержит основные понятия дизайна используется инженерами для удаления капель более 3 мкм в диаметре, так называемые тумана и брызг.

Механизмы удаления капель

Капли удаляются из потока пара через серию из трех этапов: столкновение

Для туманы, в которых большая часть капель характеризуются субмикронного диаметра, энергии, чтобы довести о столкновении с мишенью происходит от броуновского диффузия, случайные движения тонкой жидких частиц, поскольку они толкнул о молекулярной действия как показано на рисунке 4a. Туман ликвидации так называемых fiberbed технологии выходит за рамки этого руководства.

Для частиц в тумане области между 3-20 мкм, трикотажные проволочной сетки является наиболее распространенным типом туман фильтр используется и перехвата является основным механизмом. Рассмотрим каплю приближается сетки накаливания значительно больший диаметр, как показано на рисунке 4, b. Более плотные капли по отношению к газу, тем больше капли по отношению к нити, и чем выше скорость газа, тем больше вероятность того, что капли ударит накаливания. Если скорость слишком низкая или капли слишком малы или слишком легкий по сравнению с газом, капли просто обтекания накаливания с газом. Если скорость слишком велика, жидких цепляясь за нити будут вновь захваченных, главным образом больших капель, и взяли на газе. Re-увлечения способствует также низкая относительная плотность жидкости (что делает его легче газа подобрать капли) и низкое поверхностное натяжение жидкости (как меньше энергии требуется для разгона фильм или капли). Инженерных сетки туман фильтр может удалить 99,9% частиц размером 2 мкм и большего диаметра.

Капли -20 мкм и больше в основном собраны с помощью которой lnertial lmpaction целевой непосредственно на пути оптимизации, как показано на рисунке 4, c, Рисунок 6 изображен профиль ACS PlatePak (TM) вертушки. Захваченных капель, в связи с их импульса, как правило, движутся по прямым линиям. Изучая эту цифру, то легко понять, почему при разработке последующих уравнений эффективность удаления прямо пропорциональна разности плотностей жидкости капли и транспортировки газа. При каждом изменении в сторону газа, некоторые капли сталкиваются с поверхностью и соблюдать, в конечном счете сливаются в более крупные капли, затем слейте под действием силы тяжести. Правильно спроектированные элиминаторы флюгер туман можно удалить 99% частиц размером всего лишь 10 мкм в диаметре, особенно при низком давлении.

Рисунок 7 иллюстрирует типичный проволочной сетки и PlatePak (TM) элиминаторы флюгер туман, а на рисунке 8 показаны типичные кривые производительности как для сетки и элиминаторы флюгер туман.

Стоит обсудить на рис. 8 и производительность туман выпрямитель. Пунктирные кривые соответствуют различным стилям лопаток и твердой сетки стилей. Прежде всего отметим, что лопасти могут быть рассчитаны для работы на более высоких скоростей газа и скорость потока по отношению к сетке, но сетка элиминаторы туман приближающаяся к 100% эффективность удаления при меньших размеров капли. Это согласуется с обсуждения выше, на перехват и lnertial механизмы удаления lmpaction. Обратите внимание на резкое эффективности уходят на малых скоростях, в которой капли дрейфа вокруг нитей или лезвия лопатка без нанесения им. Это явление определяет нижний диапазон применения туман выпрямитель. Другая крайность, когда скорость слишком велика. В этом случае, капли захватили а скорость газа обеспечивает энергию, достаточную для отрывной и вновь увлекает капли. Именно в контексте повторного увлечения, что дизайн уравнений, которые следуют показывают, что эффективность удаления прямо пропорциональна поверхностного натяжения жидкости.

По мере увеличения напряжения, поэтому он требует большей кинетической энергии (т. е. скорость газа), чтобы разорвать связь между каплей и цели, и капли собирать и сливаются до дренаж самотеком. Re-увлечения определяет верхний предел возможностей туманоуловитель ..

Рабочий диапазон также зависит от жидкой погрузки (часть жидкости) газа. Если слишком большим, туман фильтр становится душили с жидкостью, состояние, которое называется наводнения. Наводнения часто заметил высокой перепадов давления или массовых перенос жидкостей. Типичные элиминаторы сетка туман размещения жидких грузов до примерно 1 американский галлон на квадратный фут и лопастей в два раза.

Ключевые рабочие диапазоны и пригодности сетки и элиминаторы флюгер туман приводится на рисунке 9. Он подчеркивает, что лопасти являются более эффективными при более высоких скоростей и больших размеров капли в то время как сетка является более подходящим для удаления мелких частиц на более низких скоростях. Гравитация урегулирования уже достаточно для очень больших частиц, а также совместного трикотажные прокладки сетки, которые обсуждаются ниже, для частиц в диапазоне размеров от 2-8 мкм. Наконец, fiberbed технология используется для субмикронных туманы.

Виды Mesh Мист Eliminator Стили

Большинство дизайнеров считают, что все кабельные сети элиминаторы туман ведут себя в основном то же самое в плане потенциала и эффективности удаления. Это правда, что на сетках такого же диаметра нити, тем гуще сетка предлагает высокую эффективность удаления. Для сетки с разными диаметрами накаливания, легкие (менее плотные) сетка может предложить значительно лучше эффективности удаления. Ключевым является то, что рабочая часть сетки плотности мишени, а не плотность массы. Например, наиболее распространенным 9-фунт плотности сетки, 4CA ACS стиля, экспонаты ~ 85 sq-ft/cu-ft площади поверхности. Сравните это со-ткань из металла с стекловолокном (ACS 6Ве стиль), который также демонстрирует 9-фунт плотность массы, но обладает удельной поверхности приближается 3700 sq-ft/cu-ft, некоторые 4OX большей цели в единице объема.

В таблице 1 показаны некоторые из наиболее распространенных стилей, доступных сетки вместе с плотностью сетки и газосодержаниях и, самое главное, диаметр и конкретных поверхности (т. е. плотности мишени) нитей используются.

Это количество целей в единице объема, который влияет эффективность удаления, а не плотности сетки (чем больше количество целей, тем больше вероятность успешного столкновения).

В со-вязать, такие как сплав металла и стекловолокна, сплава обеспечивает каркас для поддержки структурных и предотвращает высокой удельной поверхности СМИ от коллапса на себя.

Еще в 1950-х годов исследователи (С. Лерой Карпентер и др.) установлено, что удельная поверхность и цель или нити диаметром играть большую роль в эффективности удаления. Целевая или нити диаметром должна быть на порядок величины, что маленький капель должен быть удален. В связи с ограничениями в металле пластичности проволоки и коррозии соображений, совместно вяжет обеспечить более тонкое целей и, следовательно, удалить тонкие капли. Цифры 8 и 9 увеличенные изображения гофрированные проволочной сетки и со-вязать стекловолокном соответственно.

Таким образом, важно, чтобы доклад сетки стилей с точки зрения удельной поверхности - мера плотности мишени, и нити диаметром-мера маленький размер капли, которые могут быть удалены с высокой эффективностью. Массовая плотность имеет значение только постольку, что металлической сеткой с плотностью 12-б экспонатов большую удельную площадь поверхности, чем один плотности 7-фунт условии, что диаметр проволоки остается неизменной.

Выбор материала сетки стиль (ы) также имеет важное значение. Скорость коррозии, как низко как 0,005''/ год это не серьезно, в стенках сосудов, но быстро уничтожить 0,006''или''0,011 проволочной сетки. В таблице 2 приведены предварительные руководящие принципы, но ACS обращает проволоки и вяжет сетку с любого пластичного металла для специальных применений.

При применении неметаллических материалов рабочая температура ограничения должны быть рассмотрены.

Дизайн уравнений

Коэффициент мощности, определяется на основе опыта и для каждого приложения, а зависит от типа и стиля сетки или флюгер целей использовали, геометрия целей (вертикальная или горизонтальная относительно потока пара), а также свойства, такие как операционная давление жидкости, вязкости и поверхностного натяжения жидкости.

Дизайн скорости V ^ ^ Sub-D для данного приложения является значением, которое производит лучшие показатели с точки зрения захвата капель и во избежание повторного увлечения. Ссылаясь на рисунке 8, этот идеал * скорости для данного класса туман элиминаторы будет где-то к верхней части диапазона: около 10 кадров в секунду для простой сетки колодки, около 8,5 кадров в секунду для совместного вяжет, и 14 кадров в секунду для PlatePak ( TM) элементов. Как уже говорилось, эффективность снижается при низких скоростях, как капли имеют достаточно низкие импульс переговорам пути через цели, а при более высоких скоростях, так как пара осуществляется достаточной кинетической энергией, чтобы снова садиться в поезд капель. Для типовых проектов, приемлемых скоростей в диапазоне от 25% до 125% от идеального значения.

Создание фактор можно рассматривать как указание на способность туман фильтр для слива жидкости и избежать повторного увлечения в различных условиях. см. таблицу 3 для некоторых типичных значений базового уровня.

Обратите внимание, что Саудерс-Браун уравнения обеспечивает коррекцию только для газа и жидкости плотности. Если какой-либо условия существуют, которая затрагивает дренаж или повторного увлечения, коэффициент мощности должна быть пропорциональной зависимости от обстоятельств.

После выбора соответствующего коэффициент мощности и расчета идеальной скорости пара, площадь поперечного сечения тумана фильтр легко определяется путем деления объемной скорости потока по скорости.

Установив этот проект скорости для применения, теперь вы можете предсказать эффективность сетки площадкой для капель определенного размера. Эта процедура является трудоемким, и поэтому хорошо подходит для компьютера. ACS MistXpert ® программа использует метод, описанный ниже.

Используйте это расчетная величина K с рисунком 10, чтобы найти соответствующее значение сдавление эффективности доля E. Из таблицы 1, найти S, удельной поверхности для сетки стиль интересов.

И определить SO, площадь туман выпрямитель перпендикулярно парового потока и поправочный коэффициент 0,67, чтобы удалить ту часть трикотажных провод не перпендикулярна к направлению газового потока:

Эта эффективность процентов от стоимости всех входящих капель заданного диаметра, которые будут захвачены, а не проходящей через фильтр туман. Процент будет выше, для более крупных капель, и ниже, ниже.

Прогнозирование перепада давления

Общее снижение давления равна сумме убытков, понесенных голову, как газ проходит через сетку, а также из-за сопротивления захватили жидкостей. Жидкие накапливается в бассейн в нижней части туман выпрямитель. Если жидкость загрузки и скорость такая, что 2''глубокий бассейн накапливается в нижней части сетки панели, эта сумма должна быть добавлена к рассчитанным по формуле 3. Рисунок 11 кратко перепад давления и скорости тестовых данных, собранных на заводе экспериментального ACS для легких и средних жидкостной загрузки.

С должным учетом туман фильтр сам потока жидкости и от него требует такого же внимания.

Приточные диффузоры

При высоких скоростях потока, основной удаления жидкостей вверх по течению от тумана фильтр очень важно для предотвращения наводнений. Обычно это делается в экономически эффективным образом, используя простой переключатель входа, как показано на рис. 12.

В этой конструкции жидкостей посягает на переключатели, поток вынужден поступать с боков, чтобы жидкостей бежать под действием силы тяжести и ликвидации противоточной импульс газа.

Сила инерции, выраженное в ^. Над этим, более сложные дистрибьюторы рекомендуется.

Несколько десятилетий назад, голландский Shell химическая компания представила Schoepentoeter ® стиле холодного конструкции (рис. 12). Как жидкости по отношению к аксиально-оболочки противоположно входной патрубок, жидкости захватываются специально оборудованные лопастями. Такая конструкция превосходит, поскольку он позволяет избежать жидкостей на гораздо области qreater судна. Простой переключатель входа (рис. 13) просто сдвига жидкостей на более мелкие капли на qreat расхода:

ACS AccuFlow (TM) Залив диффузора (рис. 14), адаптация холодного конструкции, в которой тело диффузор сохраняет свою форму, ограничение потока, который позволяет избежать жидкостей по диаметру судна осуществляется с использованием внутренней лезвия концентрических и уменьшения площади поперечного сечения.

Судно конфигурации

Некоторые факторы должны учитываться при принятии решения о конфигурации судно внутренние органы. Первый шаг заключается в определении площади поперечного сечения нужно. Тогда предварительное геометрии и формы подходят для обоих судов и размещения завода выбрана. Рисунок 15 показывает, наиболее характерных, но отнюдь не полная, конфигурации. Мист элиминаторы может быть практически любого размера или формы, чтобы учесть все факторы.

Выполнение туман фильтр сильно зависит равномерное распределение скорости по площади поперечного сечения. Как правило, на расстоянии либо половины диаметра сосуда или 72'', которая всегда меньше, достаточно шаг как вверх, так и вниз по течению элемента. Представления для конкретных случаев показаны на рисунке 16.

Небольшие различия скоростей являются приемлемыми, но должны быть сведены к минимуму на этапе проектирования. В противном случае, в некоторых регионах из тумана фильтр не может быть подвергнут зависимости от нагрузки, ведущие к повторной увлечения в то время как в других регионах не используется.

Чаще всего, туман фильтр находится чуть выше по течению на выходе сопла с недостаточно места разъединения. Парах стремится к каналу через площадку в районе ближе к сопла и периферии площадки остаются неиспользованными. Чтобы исправить это, ACS инженеров применяются интегральные потока дистрибьютор который приварен к региону (ы) вниз лицом колодки. Этот метод позволяет инженер выборочно увеличить перепад давления через регионах площадку скорее всего, пострадают от направления, а также является экономически эффективным.

Передовая конструкция Мист Eliminator

Есть несколько модификаций сетки площадок и лопатки резко повысить производительность.

Дренаж

Напомним, обсуждение на перепад давления через фильтр туман, в котором жидкость стремится объединить в нижних слоях сетки. Самый простой способ для содействия дренажных заключается в использовании нескольких дюймах от открытой, пористой сети, такие как стиль 7CA ACS (5-фунтов плотности с удельной поверхностью, как низко как 45 sq-ft/cu-ft) в верхнем положении. Как дренажных происходит через промежуточные регионах сетка, открытие трикотажные улучшает дренаж жидкости.

Распространение этого! подход заключается в использовании, более конкретные сетки площади в нижнем течении позиции для повышения эффективности разделения, с промежуточной сетки между сбором и дренажных зон. Рисунок 17 иллюстрирует выпрямитель Многослойные туман.

MisterMesh катушки ® Дренажные

Второй метод, используемый для повышения ACS слива жидкости, и часто в сочетании с несколько слоев, является добавление дренажной катушки к вышестоящему лицу горизонтальной туманоуловитель как показано на рисунке 18. Катушки также сделаны из сетки и "заполнить" с жидкостью.

После заполнения, жидкость из панели выше, проходит через поверхностное натяжение влияет на катушки, тем самым создавая различные регионы для слива жидкости и жидкости сбора в верхнем слоях. Рисунок 18 сравнивает перепад давления и наводнения точки как обычных, так и MisterMesh ® Элиминаторы тумана.

Mesh-Ван Ассамблей

В низовом дизайн более крупных судов и модернизацию уже существующих для размещения большего числа потоков, сетка-вертушки узлы часто используются. В собрании, сетка находится выше по течению от лопасти и выступает в качестве затоплены агломератор. КИУМ использовать соответствует элемент вниз вертушки. Такой подход сочетает в себе эффективность сети с пропускной способностью лопатки и был использован инженерами ACS с огромным успехом на протяжении последних двух десятилетий.

На протяжении промышленности существует постоянный спор о том, сетки должны быть расположены вверх или вниз по течению от вертушки элемента. Инженеры компании ACS провели исчерпывающий сравнительное тестирование на пилотных установках и многое поле даты, подтверждающие, что сетка действительно аффективные вверх по течению от вертушки, если лопасти элемент используется в качестве предварительного фильтра для защиты вниз по течению площадки сетки.

Использование геометрии

Другой подход, используемый в промышленности, когда размер судна ограничивается является организация туман фильтр под углом. Увеличение мощности равна синус угла. Это показано на рисунке 19 для малых и больших диаметров. Инженер АСУ следует обратиться к такой конструкции.

Multipocket (TM) Лопатки

Возможности вертикальной лопатки (с горизонтальным потоком пара), также может быть увеличен путем повышения слива жидкости. Как уже говорилось, захватили жидкости заново захваченных когда скорость паров превышает идеальный. Для предотвращения повторной жидких увлечения, извилистой тропинкой, предлагаемых лопасти увеличивается с препятствиями, чтобы для объединения жидкости с защитой от прохождения пара поток. Эта конструкция повышает производительность вертушки на целых 45%. В вертикальном газокомпрессорной нокаут-барабаны, в котором судно размер диктуется потенциала туман выпрямитель, Multipocket (TM) Лопатки США патент № 6852146, значительно уменьшить след и стоимость полозьях.

Рисунок 21 обобщает подходы, используемые ACS и сокращение размеров судна возможно с помощью этих передовых конструкций.

ПРИМЕР

Проблема: В скруббер HCI, поток воздуха от 60 acfs сходит ложе случайной упаковки и содержит капельки неделю кислоты. Устройство работает на 122 дюйм при 82 ° F. Определить размер туман фильтр требуется удалить этот туман и устранение возможной эффективностью.

За 6''толстых элементов, устранение КПД 97,1%. С помощью композитных площадку содержащий 2''слой полипропилена очередной мононити, стиль 8P, выше 2''толстым слоем 8pp, моно-и мульти-нить совместно вязать, эффективность удаления на 99,9%.

ПРИМЕР

Традиционно, поддоны используются для обеспечения контакта между гликоль и природного газа в обезвоживания контакторов. В последние годы отрасль перешла к меньшего диаметра колонны за счет использования потенциала высших достигнут структурированных упаковки. Тем не менее, низкие капитальные инвестиции, связанные с меньшим диаметром упакованы башни часто компенсируется значительно увеличить потери гликоля.

Рассмотрим на Среднем Западе, кислый газ операционной 96''гликоль контактор и обработки 1310000 Ib / ч газа на 1214 и 116''F psia.The газа и жидких конкретных плотности были 4,4 и 68, б / куб футов соответственно. Завод переживает 0,13 галлон США в переходящий в mmscf на сумму около 65 галлонов в день потерял триэтиленгликоля, несколько сотен долларов в сутки. 10''густой туман сетка фильтр из 12-б плотность массы был установлен над упаковкой.

Опыт показывает, что ACS инженеры знали, что распределение капель по размерам гликоль сходит верхней части упакованы осушитель простирается вплоть до диаметра 5 мкм и больше. Кроме того, если диаметр упакованы колонна размера в соответствии с гидравлическим требованиям упаковки, туман, сетка фильтр будет низкорослые.

Создание фактор 0,44 кадров почти в два раза выше оптимальной, и в области, что в ACS PlatePak (TM) Ван туман выпрямитель. Тем не менее, вертушки не будет удалять частицы размером до 5 мкм, так что meshvane собрания было предложено. Сборка многослойных разделе сетки с открытой, пористых сетки (ACS 7CA стилю) вверх по течению от высокой удельной поверхности 8D (T) совместно вязать из нержавеющей и Dacron ®. MisterMesh катушки ® дренаж были приложены к нижней лицом туман выпрямитель. Вниз по течению от сетки был помещен PlatePak (TM) Ван. Общая толщина 12''и был приспособлен с использованием тех же поддерживает, как туман выпрямитель его заменить.

Перенесение из гликоля контактора происходит за счет двух механизмов, потери в результате испарения и механических (перенос убытков). В этом примере моделирования показали испарения гликоль потерь 0,0054 л / mmscfd. Общие потери после реконструкции были меньше 0,008 л / mmscfd и перенос потерь была сокращена с 0,13 л / mmscfd, 94% скидка!

* Для Воздух Вода при температуре окружающего воздуха и атмосферного давления