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文氏洗滌器液滴粒徑的相關實驗測試研究 文氏洗滌器液滴粒徑的相關實驗測試研究 文氏洗滌器液滴粒徑的相關實驗測試研究 文氏洗滌器液滴粒徑的相關實驗測試研究

文氏管中的液滴尺寸對於文氏洗滌器的微粒收集效率與氣體壓降具有重要 的影響(Alonso et al., 2001)。當液體被霧化成粒徑極小的液滴時,可收集微粒的 總表面積會提高,但是對於每一液滴的微粒收集效率會降低,也較容易被氣體加 速(Goel and Hollands, 1977)。

過去的研究常將液滴粒徑分布函數 f(d)使用梭特直徑(Sauter mean diameter) 的方式來表示,如下列公式所示。

若液滴粒徑為單峰分佈函數,則常使用 Rosin-Rammler 函數來表示,如公式 (2.8)所示。 Nukoyma and Tanasawa (1938)計算多種液體霧化成液滴後衝擊在平板上的 數目,並提出液滴梭特直徑關係式,如公式(2.10)所示。雖然當初該研究之內容

Boll et al. (1974)研究噴霧型文氏洗滌器中液滴的粒徑粒徑,在該研究的理論 模式中假設液體在經由霧化器注入的瞬間隨即霧化成液滴,在經過實驗結果驗證

後,提出了以下液滴梭特粒徑關係式。

( )

602 . 1

922 . 3 1

2 5.77 10 1000 /

10 22 . 4

rel

g l

V

Q

D × + × ⋅ Q

= (2.11)

Alonso et al. (2001)分別測試了濕壁型文氏洗滌器出口液滴粒徑分佈,以及噴 霧型文氏洗滌器內液滴粒徑隨著文氏管軸向距離變化的情形,結果如表 2.5.1、

表 2.5.2 與圖 2.5.1 所示。

表 2.5 1 濕壁型文氏洗滌器內液滴梭特粒徑 (Alonso et al., 2001)

表 2.5 2 噴霧型文氏洗滌器內液滴梭特粒徑(Alonso et al., 2001)

圖 2.5 1 濕壁型與噴霧型文氏洗滌器內液滴梭特粒徑的比較 (Alonso et al., 2001)

由表 2.5.1 及表 2.5.2 顯示,喉部氣體速度對於液滴粒徑的影響比液氣比來得 大。由圖 2.5.1 顯示,在文氏管出口,噴霧型與濕壁型文氏洗滌器在相同操作條 件下液滴粒徑都極為接近。由表 2.5.2 可知,在噴霧型文氏洗滌器內液滴粒徑沿 著文氏管軸向距離有增加的趨勢。Alonso et al. (2001)將實驗結果分別與 Nukoyma and Tanasawa (1938)與 Boll et al. (1974)之液滴梭特粒徑關係式做比較,發現使用 Nukoyma and Tanasawa (1938)的關係式計算液滴梭特粒徑計算結果較實驗值大,

而使用 Boll et al. (1974) 的關係式計算液滴梭特粒徑計算結果與實驗值較符合。

由上述文獻回顧可知,大部分文式洗滌器的研究著重在微粒收集效率的提升 以及壓力降模式的推估,只有少數的研究如 Tsai et al. (2005)及 Huang et al.

(2007)利用凝結成長的方法將次微米級的微粒成長到微米級的微粒,並且可以在 合理的氣體壓力降下操作。另外,過去的研究文獻大部分以實驗式產生的微粒進 行微粒收集效率的測試,且實驗進行的時間太短,無法得知在實廠運轉時是否有 粉塵阻塞於喉部的現象。尤其是當廢氣中含有高濃度粉塵時,如半導體及光電業 化學氣相沉積(CVD)製程經常會產生大量的 SiO2 細微粒,若文式洗滌器的設計 不當,十分容易阻塞於文式喉部,造成文式洗滌器無法當作局部洗滌器(local scrubber)使用。

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