Методы пылеулавливания и газоочистки

Подождите немного. Документ загружается.

Нестойкие на изгиб ткани (например, из стекловолокна) регенерируют быст-

рым покачиванием из стороны в сторону без изменения натяжения. Фильтры

из более эластичных и нетолстых тканей можно отряхивать, придавая мате-

риалу волнообразные колебания. Широко используемые для обработки газо-

вых выбросов рукавные фильтры (аппараты с вертикальными фильтрующи-

ми элементами в виде тканевых рукавов) встряхивают волнообразным изме-

нением натяжения ткани, поднимая и опуская вверх рукава. Большинство

встряхивающих устройств снабжается электроприводом. Иногда встряхивание

комбинируют с продувкой тканей. [7].

В ряде рукавных фильтров регенерация фильтровальной ткани осуще-

ствляется путем обратной струйной и импульсной продувки рукавов.

Обратной продувкой регенерируют ткани при улавливании легкосбрасы-

ваемых пылей. Для этого изменяют направление дутья, подавая на регенера-

цию свежий или очищенный воздух. Последний вариант предпочтительней,

так как не увеличивается количество воздуха в системе. Для выполнения об-

ратной продувки фильтр может отключаться посекционно или полностью.

Расход воздуха на обратную продувку принимают до 10% от количества

очищаемого газа.

При отложениях пыли на внутренней поверхности рукавов осуществляют

струйную продувку, подавая воздух из щели кольцевой трубки-каретки, одевае-

мой на рукав и медленно движущейся вдоль него (рис. 10). В полость

кольца подается воздух от высоконапорного вентилятора или

воздуходувки по гибкому шлангу. Воздух истекает из кольца через щель.

Слой осевшей пыли разрушается в результате воздействия на него

перемещающегося кольца и выдувания пыли струей воздуха,

вытекающей из кольца со скоростью 10. …30 м/с. Пыль падает в бункер.

Рис. 10. Схема обратной струйной продувки рукавного фильтра: 1 - рукав;

2 - кольцо со щелью и патрубком для подвода сжатого воздуха.

Это наиболее мощный способ регенерации, позволяющий выдуть даже

частицы пыли, застрявшие в пространстве между нитками. Поэтому фильтры,

оборудованные каретками струйной продувки, могут работать с повышенными

нагрузками и перепадами давления. Недостатки струйной продувки заключаются в

сложности устройства перемещения каретки и истирании ею толстых фильт-

рующих материалов-войлоков, фетров, для которых в основном струйная про-

дувка и используется. [9].

Другая разновидность выдувания пыли - импульсная регенерация - ис-

пользуется в рукавных фильтрах при схеме подачи загрязненного воздуха

снаружи внутрь рукава и отложениях пыли на его внешней поверхности (рис.

11). При импульсной продувке струя сжатого воздуха, исходящая из сопла

распределительной трубы, подсасывает очищенный газ (воздух) и посту-

пает в рукав. Под воздействием избыточного давления рукав раздувается,

происходит разрушение слоя осевшей пыли и ее выпадение в бункер.

Рис. 11. Каркасный рукавный фильтр с импульсной продувкой:

1 - соленоидный клапан; 2 - труба для ввода сжатого воздуха; 3 -сопло;

4 - струя сжатого воздуха; 5 - прибор автоматического управления

регенерацией; 6 - рукав; 7 - каркас; 8 - бункер.

Типичным рукавным фильтром с механической регенерацией и об-

ратной продувкой является Г4-БФМ (ФВ). Изготовляются четыре типо-

размера фильтра ФВ: ФВ-30, ФВ-45, ФВ-60, ФВ-90. Фильтрующая по-

верхность соответственно 30, 45, 60, 90 м

. Фильтр Г4-БФМ изображен на

рис. 12.

Металлический шкаф фильтра разделен перегородками на секции с

фильтрующей поверхностью каждой 15 м

. Таким образом, фильтры ФВ-

30, ФВ-45, ФВ-60, ФВ-90 имеют соответственно две, три, четыре и шесть

секций. В каждой секции расположено 18 рукавов из фильтровальной тка-

ни (3×6 рядов). Рукава подвешены к раме встряхивающего устройства.

В фильтре предусмотрена регенерация рукавов через 3,5 мин продол-

жительностью 30 с. Регенерация осуществляется встряхиванием и

обратной продувкой и производится посекционно.

Рис. 12. Рукавный фильтр всасывающий типа ФВ (Г4-1БФМ):

1 - клапанные коробки для выхода воздуха; 2 - шкаф металлический;

3 - рукава; 4 - сборник пыли; 5 - электродвигатель; 6 - входной патрубок.

Во время регенерации с помощью рычажно-кулачкового механизма

закрывается клапан, установленный на выходе очищенного воздуха, и от-

крывается клапан на входе продувочного воздуха снаружи. Наружный воздух

поступает в регенерируемую секцию и проходит ткань в направлении,

обратном рабочему. При этом слой пыли, осевший на внутренней поверх-

ности ткани, опадает. Одновременно с помощью рычажно-

кулачкового

механизма происходит встряхивание рукавов. В результате продувки и

встряхивания пыль, осевшая на рукавах, падает в бункер, из которого уда-

ляется шнеком.

Затем регенерируемая секция включается в работу и начинается реге-

нерация следующей секции и т. д.

В настоящее время выпускается и эксплуатируется множество разнооб-

разных конструкций тканевых фильтров. По форме фильтровальных элементов

и тканей они могут быть рукавные и плоские (полотняные), по виду опорных

устройств - каркасные, рамные и т.д., по наличию корпуса и его форме -

цилиндрические, прямоугольные, открытые (бескамерные), по числу

секций -одно- и многосекционные. Фильтры могут также различаться по

способу регенерации и ряду других признаков. Однозначных или научно

обоснованных критериев выбора типа фильтра среди этого многообразия

конструкций нет. Рекомендуется, по возможности, использовать фильтры,

разработанные для соответствующих отраслей промышленности.

2. Практическая часть

2.1. Порядок расчета циклона

При проектировании циклона выбирают его геометрию, затем опреде-

ляют размер, фракционную эффективность, перепад давления и потребную

для каждого циклона мощность. Эти расчеты основываются на заданных

скорости потока газа, составе, температуре, давлении, концентрации

пыли, а также на данных о дисперсном составе пыли. Эти данные

необходимы, чтобы сформулировать требования к устройству для

вторичного улавливания пыли, если таковое предполагается использовать.

Циклоны обычно выбирают из числа серийных, исходя из

производительности по газовому потоку.

Для расчета циклонов необходимы следующие данные [12]. :

- расход газа (воздуха), подлежащего очистке при рабочих условиях, V

/с;

- плотность газа при рабочих условиях ρ

, кг/м

;

- плотность частиц пыли ρ

, кг/м

;

- динамическая вязкость газа при рабочей температуре μ

, Па с;

- дисперсный состав пыли, который задается двумя параметрами: d

lgσ

,: d

- такой размер пыли, при котором количество частиц крупнее d

равно количеству частиц мельче d

; lgσ

- среднее квадратическое откло-

нение в функции распределения частиц по размерам;

- запыленность газа С

вх

, г/м ;

Расчет циклонов выполняют в следующей последовательности:

1. Задаются типом циклона. По табл. 6. определяют оптимальную скорость

газа в аппарате v

опт

Таблица 6.

Примечания: 1. Значения d

т в таблице, соответствуют следующим условиям работы циклонов: средняя

скорость газа в циклоне v = 3,5 м/с; диаметр циклона D = 0,6 м; плотность частиц ρ

= 1930 кг/м

;

динамическая вязкость μ

= 22,2 ∙ 10

-6

Па ∙ с

2. Определяют необходимую площадь сечения циклона, м

3. Определяют диаметр циклона, м, задаваясь количеством циклонов N:

Диаметр циклона округляют до стандартной величины.

4. Вычисляют действительную скорость газа в циклоне:

Скорость газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем

на 15 %.

5. Вычисляют коэффициент гидравлического сопротивления одиночного

циклона:

где К

– поправочный коэффициент на диаметр циклона (табл. 7);

- поправочный коэффициент на запыленность газа (табл. 8);

- поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери

давления, связанные с дополнительной компоновкой циклонов в группу (для

одиночных циклонов К

= 0);



500

– коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона

диаметром 500 мм, выбираемый по табл. 9;

Таблица 7.

Таблица 8.

Таблица 9.

Коэффициент сопротивления циклонов D = 500 мм

Тип

циклона

d/D Без

дополнительных

устройств

С кольцевым

диффузером

выходной

улиткой

ц 500

С отводом

под углом

90°: R/d = 1,5

ц 500

ЦН – 11

0,59 245 250 207 215 235 245 250

ЦН – 15

- 155 163 132 140 150 155 160

ЦН – 15У

- 165 170 140 148 158 165 170

ЦН – 24

- 75 80 64 70 73 75 80

СДК-ЦН-33

0,33 520 600 - - 500 - 560

СК-ЦН-34

0,34 1050 1150 - - - - -

СК-ЦН-34М

0,22 - 2000 - - - - -

6. Определяют потери давления в циклоне, Па, по формуле

7. Приняв по таблице 6. значения d

и lg σ

для табличных условий,

определяют значения d

при рабочих условиях (диаметре циклона, скорости

потока, плотности пыли, динамической вязкости газа) по уравнению

8. Определяют параметр X по формуле

9. По табл. 10. (Приложение 1.) определяют значение функции

распределения Ф(х)

10.Определяют степень эффективности очистки газа в циклоне (%):

11.Рассчитывают концентрацию на выходе из циклона:

2.2. Расчет циклона

Исходные данные:

количество очищаемого газа - V

(газа)

= 70000 м

/ч = 19,44 м

/с;

плотность газа при рабочих условиях -



(газа)

= 500 г/м

= 0,5 кг/м

;

плотность частиц пыли -



(частиц)

= 2200 кг/м

;

вязкость газа -



(газа)

= 2210

-6

Пас;

плотность пыли – d

= 30 мкм;

дисперсность пыли - lg



= 0,45;

входная концентрация пыли – С

вх

= 50 10

-3

кг/м

= 50 г/м

Тип циклона ЦН-24

Расчет

1. Определяем оптимальную скорость газа 

опт

Для циклона типа ЦН-24, оптимальная скорость газа составляет 

опт

= 4,5 м/с.

2. Определяем необходимую площадь сечения циклона, м

по формуле (1):

3. Определяем диаметр циклона, м:

Ближайшим стандартным диаметром является диаметр циклона в 2400 мм.

4. По выбранному диаметру находим действительную скорость газа в

циклоне, м/с:

Действительная скорость (4,3 м/с) отклоняется от оптимальной (4,5

м/с) на 4,5 %, что является допустимым отклонением.

5. Вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления одиночного

циклона:

6. Определяем потери давления в циклоне, Па:

Согласно таблице 6 значение параметров пыли

и lg





для ЦН – 24

составляют:

= 8,5 мкм; lg





= 0,308

Ввиду того, что значения

, приведенные в таблице 6, определены по

условиям работы типового циклона (D

= 0,6 м;



= 1930 кг/м

;



22,210

-6

; 

= 3,5 м/с), необходимо учесть влияние отклонений условий