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上海鴻來環保設備有限公司
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Fine Particles Filtration Equipment
一、工作原理：
含濕氣體以較高的流速進入設備水腔中，其液滴被瞬時去除的過程：
1.對于廢氣中的液滴，可以直接通過溶入水中而被去除。
2.對于廢氣中的含有液滴的氣泡，由于其在水中的快速運動所造成的阻力大于氣泡的表面張力，導致氣泡破裂。隨即氣泡中的液滴溶入水中而被去除。另外，由于離心力的作用，氣泡中的液滴會不斷的撞擊到氣泡壁上。
當氣流速度在30m/s的情況下，可以使直徑小于2μm的氣泡破裂，從而使直徑小于2μm的液滴溶入水中而被去除。另外，在這個速度下，對于直徑小于2μm的氣泡，液滴運動到氣泡壁的時間在10-5s量級，而氣泡停留在水中的時間在1s量級。這兩種作用共同導致直徑小于2μm的液滴溶入水中。
（分析計算見附錄一）
二、水腔中的水流翻滾下落濺射出的液滴去除闡述：
1．對于直徑大于或等于20μm的液滴，在經過第一道填料處理后，就會去除。
2. 水流翻滾下落濺射出的液滴的尺寸一般大于2μm。
下圖為不同尺寸的水滴在不同位置存在的幾率（分析計算見附錄二）：
附錄一：
濕氣以較高的流速噴入設備中的水腔中，液滴的去除的計算分析
1. 氣泡在水中的快速運動造成的阻力大于氣泡的表面張力導致氣泡破裂的計算分析：
（1）含有液滴的氣泡的表面張力：
Pg=2γ/r (1.1)
其中, Pg:氣泡表面張力，γ:表面張力系數（0.073N/m）, r:氣泡半徑。
（2）含有液滴的氣泡在水中運動受到的阻力（壓強）：
Po= 1/4 CD ρ v2 (1.2)
其中, Po: 氣泡在水中運動受到的阻力（壓強），CD:阻力系數, ρ:液體密度， v：氣泡相對于水的速度。
（3）阻力系數CD 分別采用Lamb 和Levich的阻力系數值，
當Re≤1 時，CD= 24/Re[( 3μ+2)/ ( 3μ+3)]
當Re＞1 時，CD=48/Re (1.3)
其中，Re：雷諾數
（4）雷諾數Re，
Re=ρvd/μ， (1.4)
其中， v：氣泡流速，ρ：流體的密度，μ：黏性系數（0.001m Pa），d：特征長度（這里是氣泡直徑2r）。
根據以上公式推導計算得到：
（1）對于氣泡相對于水的流速為30m/s,包裹有微小液滴的半徑為1μm的氣泡， 其表面張力Pg為 1.4x105 Pa，而其所受的阻力壓強為1.8x105 Pa，另外，再加上離心力的影響。因此，導致該氣泡破裂，從而使直徑小于2μm的液滴溶入水中而被去除。
（2）對于包裹有微小液滴的半徑為10μm的氣泡，氣泡相對于水的流速為10m/s，就足夠導致該氣泡破裂，從而使液滴溶入水中而被去除。
2. 離心力導致氣泡中的液滴碰撞到氣泡壁的計算分析：
（1）氣泡中的液滴收到的離心力：
F=m.v2/R=m.a (2.1)
其中， F:離心力，m:液滴質量，v:液滴運動速度，R：液滴運動的半徑 （0.5m）， a:液滴的加速度；
（2）液滴運動到氣泡壁的時間：
T=√2S/a=√2S.R/v2 (2.2)
其中， T: 液滴運動到氣泡壁的時間，S:液滴到氣泡壁的距離（可以近似為氣泡的半徑）
這里，把氣泡中的氣體對液滴的阻力忽略了。
根據以上公式推導計算得到，以氣泡相對于水的流速為30m/s為例，對于不同直徑的氣泡，液滴碰撞到氣泡壁的時間如下：
氣泡直徑（μm） | 液滴到氣泡壁的時間（s） |
2 | 3.3×10-5 |
1 | 2.3×10-5 |
0.5 | 1.7×10-5 |
0.2 | 1.0×10-5 |
氣泡停留在水中的時間在1s量級。因此，直徑小于2μm的氣泡中的液滴也會因為碰到氣泡壁而消失。
附錄二：
水腔中的水流翻滾下落濺射出的液滴去除的計算分析
1.液滴在容器氣流中的運動速度:
假定:(1)液滴尺寸不變；(2)液滴為球形單一顆粒
液滴穩定后的速度：
Vl=Va-[8r(ρl- ρa)g/3ρaC]1/2 (1)
其中，Va: 氣流速度 4m/s，r: 液滴半徑；ρl：液滴密度 1000 Kg/m3
ρa：氣體密度 1.29 Kg/m3； g：重力加速度 9.81 m/s2；C：阻力系數 0.5
不同液滴尺寸的速度：
Vl=4-201.26 r1/2 (2)
液滴直徑（μm） | 液滴半徑（μm） | 液滴速度（m/s） |
200 | 100 | 2 |
100 | 50 | 2.58 |
50 | 25 | 3 |
20 | 10 | 3.36 |
10 | 5 | 3.55 |
5 | 2.5 | 3.68 |
2 | 1 | 3.8 |
2.液滴在容器不同區域內的存在的幾率 P:
首先，不同直徑液滴的分布按照正態分布，
其次，對于直徑大于或等于20μm的液滴，在經過第一道填料處理后，就會去除。
A區域： PA=[1-1×(D/20)×（3.36/ Vl）] PO
B區域： PB=[1-1×(D/10)×（3.36/ Vl）] PA
C區域： PC=[1-1×(D/5) ×（3.36/ Vl）] PB
液滴直徑（μm） | 在O區存在的幾率 PO | 在A區存在的幾率 PA | 在B區存在的幾率 PB | 在C區存在的幾率 PC | 備注 |
20 | 1 | 0 | 0 | 0 | 填料去除 |
10 | 20% | 10% | 0.5% | 0 | 填料去除 |
5 | 5% | 1% | 0.05% | 0.005% | 填料去除 |
2 | 1% | 0.91% | 0.75% | 0.48% | 填料去除 |
≤2 | 0.001% | 0.001% | 0.001% | 0.001% | 撞擊水去除 |
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