Abstrakt
Cel: W artykule przedstawiono wpływ rodzaju zastosowanych urządzeń rozpylających (dysz) na przebieg procesu absorpcji amoniaku.
Wprowadzenie: W przypadku awarii przemysłowej amoniak ze względu na swoje właściwości oraz stopień wykorzystania stwarza poważne zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi. Badania prowadzone w kraju i za granicą wskazują, że absorpcja (proces wymiany masy) jest skutecznym sposobem neutralizacji tej substancji.
Metodologia: Realizacja celu wymagała przeprowadzenia badań określających szybkość zmiany stężenia amoniaku w obszarze zamkniętym w czasie działania dyszy rozpylającej. Badania wykonano na stanowisku, którego głównym elementem była komora badawcza (sześcian wykonany z przezroczystego tworzywa o długości boku 1200 mm) z umieszczoną wewnątrz dyszą rozpylającą. Badania rozpoczynano po ustabilizowaniu się w komorze stężenia NH3. W czasie podawania cieczy z urządzenia rozpylającego dokonywano pomiaru stężenia amoniaku za pomocą detektora fotojonizacyjnego (PID). Dla wybranych parametrów przepływu cieczy oraz stopnia rozdrobnienia kropel wody na podstawie uzyskanych wyników określono pozorną szybkość absorpcji (kp) oraz czas połowicznej redukcji stężenia (t1/2) w zakresie kinetycznym charakteryzującym maksymalną chłonność. W badanych użyto trzech rodzajów dysz: spiralnej, mgłowej i o pełnym stożku zraszania.
Wyniki: Przeprowadzone badania wskazują, że parametry przepływu cieczy (ciśnienie i wydajność) oraz średnia średnica powierzchniowa kropel w strumieniu rozproszonym uzależnione są od rodzaju użytego urządzenia rozpylającego. Stwierdzono, że w zależności od zastosowanej dyszy, przy stałej wielkości wydajności wodnej (V=130 dm3/h), stopień rozdrobnienia kropel wody jest znacząco różny. Uzyskano średnie średnice powierzchniowe kropel (Ds) od 185 mm do 600 mm. Wykonane badania wskazują na liniową zależność pomiędzy pozorną szybkością absorpcji i czasem połowicznej redukcji stężenia amoniaku w zakresie kinetycznym, charakteryzującym maksymalną chłonność, a średnicą kropel Ds. W przypadku dyszy o pełnym stożku zraszania stwierdzono, że wraz ze wzrostem ciśnienia (w zakresie 2-8 bar) i wydajności wody od 100 dm3/h do 180 dm3/h maleje wartość t1/2 , a wzrasta kp przy niemal stałej wartości Ds.
Wnioski: Absorpcja jest powszechną metodą neutralizacji zagrożeń związanych z niekontrolowanym uwolnieniem amoniaku w wyniku awarii przemysłowej. Skuteczność procesu uzależniona jest od charakteru utworzonego strumienia rozproszonego wody, na który znaczny wpływ ma rodzaj zastosowanych dysz rozpylających.
Słowa kluczowe: absorpcja, amoniak, wypływ, dysza rozpylająca, rozdrobnienie kropel wody
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy