Etude du transfert de matiere et des depenses energetiques dans deux laveurs gaz - liquide
Authors: Χατζηδάκης Δημήτριος 
Published: September 2021

Για την αφαίρεση αερίων και σωματιδιακών ρύπων από τα απορριπτόμενα στην ατμόσφαιρα αέρια βιομηχανικά απόβλητα, μεταξύ άλλων τεχνικών, χρησιμοποιείται και η έκπλυση σε ειδικές συσκευές (πλυντρίδες αερίου/ υγρού). Το προς καθαρισμό αέριο και ένα επιλεκτικό υγρό έρχονται σε επαφή, ώστε οι ρύποι να μεταφερθούν από την αέρια φάση στην υγρή. Η απόδοση αυτής της διαδικασίας μπορεί να αυξηθεί από μια χημική αντίδραση μεταξύ των ρύπων και χημικών αντιδραστηρίων παρόντων στην υγρή φάση.Οι πλυντρίδες έχουν κλασσικά σχήματα και μεγάλες διαστάσεις (π.χ. κολώνες πληρωτικών υλικών ή καταιονισμού) ή λιγότερο κλασσικά σχήματα μικρότερων διαστάσεων, περισσότερο ενεργοβόρα, αλλά με καλύτερες αποδόσεις (π.χ. περίπλοκες κολώνες πληρωτικών υλικών, πλυντρίδες με ακροφύσιο). Μεταξύ των τελευταίων είναι και οι τύπου Βεντούρι με βασικό τμήμα έναν συγκλίνοντα (προς τον λαιμό) αγωγό, αμέσως ακολουθούμενο από έναν αποκλίνοντα (με ενδεχόμενη παρεμβολή ενός κυλινδρικού ή παραλληλεπίπεδου τμήματος).Στόχος της παρούσας διατριβής (εφεξής: διατριβής) ήταν η συγκριτική μελέτη, ενεργειακή και διαφασικής μεταφοράς μάζας, ενός Βεντούρι Υψηλής Ενέργειας (το αέριο, που αποτελεί την κινούσα δύναμη της διεργασίας, διασχίζει το Βεντούρι με υψηλή ταχύτητα, της τάξης των 100 m.s-1 στο λαιμό, και αναπτυσσόμενες αεροδυναμικές δυνάμεις διασπείρουν το εισαγόμενο υγρό) και ενός Εκχυτήρα Βεντούρι (το υγρό, που αποτελεί την κινούσα δύναμη της διεργασίας, διασπείρεται υπό πίεση και η εκτόνωσή του προκαλεί την αναρρόφηση/ άντληση του αερίου προς επεξεργασία με χαμηλή ταχύτητα, της τάξης των 10 m.s-1 στο λαιμό.).Η ενεργειακή μελέτη αφορούσε τη μονοφασική (αερίου ή υγρού) και τη διφασική ροή μέσα στα Βεντούρι. Εξετάσθηκε η αξονική, η ακτινική και η αξονική-ακτινική έγχυση του υγρού με καταγραφή της πτώσης πίεσης στο Βεντούρι συναρτήσει διαφόρων παραμέτρων (κυρίως παροχή αερίου ή/ και υγρού και διάμετρος ακροφυσίου(-ων)). Οσον αφορά τη μεταφορά μάζας, με κατάλληλες χημικές αντιδράσεις προσδιορίσθηκαν τα τρία μεγέθη που τη χαρακτηρίζουν (διαφασική επιφάνεια και συντελεστές μεταφοράς μάζας στην αέρια και στην υγρή φάση) συναρτήσει διαφόρων παραμέτρων (παροχή υγρού και αερίου, διάμετρος ακροφυσίου(-ων) και τρόπος έγχυσης του υγρού). Οι δύο πλυντρίδες Βεντούρι συγκρίθηκαν τόσο μεταξύ τους, όσο και με ήδη μελετημένες άλλου τύπου πλυντρίδες με βάση τη μετρούμενη διαφασική επιφάνεια (ή τον συντελεστή μεταφοράς μάζας στην αέρια φάση) συσχετισμένη με την αντίστοιχη δαπανόμενη ενέργεια, ενώ προτάθηκαν εμπειρικές συσχετίσεις βασισμένες στα πειραματικά αποτελέσματα της διατριβής και της διεθνούς βιβλιογραφίας. Τα γενικά συμπεράσματα της διατριβής είναι τα ακόλουθα:-Η πλυντρίδα τύπου Βεντούρι μπορεί να λειτουργήσει τόσο στον τομέα αναρρόφησης, όσον και σε αυτόν της κατάθλιψης του αερίου.-Για την ίδια ενεργειακή δαπάνη η αξονική-ακτινική έγχυση του υγρού είναι το ίδιο αποδοτική με την αξονική, όσον αφορά τη διαφασική μεταφορά μάζας.-Εμπειρικές συσχετίσεις επιτρέπουν την πρόβλεψη της ενεργειακής δαπάνης και των χαρακτηριστικών μεγεθών της μεταφοράς μάζας.-Το Βεντούρι είναι πολύ ανταγωνιστικό συγκριτικά με άλλου τύπου πλυντρίδες.