Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве, страница 5

Основы классификации газоочистных аппаратов Наличие большого числа газоочистных аппаратов, весьма отличающихся друг от друга как по конструкции, так и по принципу действия, затрудняет точную их классификацию. По способу очистки существующие пылеуловители делят на группы сухой, мокрой и электрической очистки. Зля сепарации частиц пыли из газового потока в сухих аппаратах используют принципы инерции или фильтрования. В мокрых аппаратах это достигается промывкой запыленного газа жидкостью или осаждением частиц пыли на жидкостную пленку.

В электрофильтрах осаждение происходит в результате сообщения частицам пыли электрического заряда. Вредные газообразные компоненты улавливают в аппаратах сорбционного типа. Сапппписюные оппораюы булиенылеулобаюела Нонрыепыяеулойаели блепюробюлыпры Спрбии- пнные Нелани- Рилаюру- Проны- бсибнотесние юи!ие болели плененные йьь ьь ль ьь Вь ьь ьь 'ьс сф с» ь й В с» ьь ь ьь с» с» ьв ььь ь с» ь л ьы ь ь ф нь э ьь 6. ь ь ьй 3 ьь ьь ь ь ь ь ь ь кь ь ьь й Б ь с» ьь Рис. !.!.

Классификациа пылеулавливающик аппарвтпв 19 В основу классификации газоочистных аппаратов, наиболее часто встречающихся на металлургических предприятиях, может быть положена схема, представленная на рис. 1.1. 7( УУ,У 7У,'Е $2. Оценка эффективности работы пылеуловителей Работа пылеуловителей характеризуется степенью очистки 71, под которой понимают отношение количества уловленной пыли ЛМ к количеству пыли, поступающей в'пылеуловитель М,: лм м,-м, м, лм 71 (1.1) Мг М1 М1 ЛМ+ Ма где Мз — масса пыли, выходящей из пылеуловителя. Величина, дополняющая степень очистки пылеуловителя до единицы, получила название степени проскока $: $= 1 — 71. (1.2) Чаще всего эффективность сухого пылеуловителя определяют на основании замера концентрации пыли в газе до пыле- уловителя г, и после него гз.

(7)гт — (гага ! 'к'вга (1.З) (7121 (7121 где !7! и 172 — расходы газа соответственно на входе в сухой пылеуловитель и выходе из него, отличаю(циеся на величину присоса воздуха в пылеуловитель. Как следует из выражения (1.3), абсолютные значения расходов газа 17! и 172 находить не обязательно, достаточно знать их отношение )72/171, которое можно определить по изменению концентрации какого-либо газообразного компонента, не вступающего в пределах пылеуловителя в реакции, например 802.

Заменяя отношение объемов обратным ему отношением концентраций 802, получим Ч = 1 — Сзо„гз)Сзо,г) (1.4) Известно, что эффективность очистки для частиц пыли различных размеров неодинакова. В большинстве случаев лучше улавливается более крупная пыль. Например, кривые парциальных степеней очистки циклонов, построенные в вероятностно-логарифмических координатах для условий, при которых проводилось испытание, имеют вид, показанный на рис. 1.2у Под фракционной степенью очистки понимают массовую долю данной фракции, осаждаемую в пылеулавливающем аппарате.

Фракционная степень очистки может быть найдена' по рис. 1.2 как среднее значение парциальных степеней очистки частиц пыли, входящих в данную фракцию. Зная фракционный состав пыли и фракционные степени очистки газа в пылеулавливающем аппарате (приведенные к ус- 20 уе У7 Уб Уб уа бб ба уа ба б) 1 г У 4 б бг ЕУ)а га Еа Оа ба бауабаплп Рис. 1 2. кривая парциальных степеней оавстки в циклонах конструкции нниогааа при Пц=зоо ММ; Р 2870 КГ)МЧ Ем 13 МКМ; Р=)8,1 1О 'Па.е; Ы=з,й И)С (ЦНКЛОНЫ тниа п Ц!4)1 ы=2 и(с (циклоны тяпа СДК-ЦН-33); ы 1,73 м/с (циклоны типа СК-ЦН-34) ловиям его работы), можно определить общую степень очистки газа в аппарате из выражения 71 =- ЧфФ1!100+ ЧфФ2!100+ Следовательно, общая степень очистки в трех последовательно включенных аппаратах будет равна; Ч=1 — Ма(М =1 — (1 Ч)(1 Чз)(1 — Чз) (1.7) В этом случае следует учитывать изменение фракционного состава пыли при переходе из аппарата в аппарат, что можно сделать по формуле Ф„= Фз,к = Ф„, (1 — 7)ф) I(! — 711), (1.8) где Ф„„и Ф„ы„— содержание данной фракции на входе в первый аппарат и на выходе из него, %; Чф' — фракционная степень очистки от данной фракции в первом аппарате; Ч,— общая степень очистки в первом аппарате.

21 + Ч"Ф„(100 =. ~ Чф(Ф,Д00. (!.8) 1 Степень очистки в значительной степени зависит от свойств пыли и параметров газового потока. При последовательном соединении нескольких пылеулавливающих аппаратов степени проскока через первый, второй и третий аппараты будут соответственно равны; Мв/М)=- 1 — 711', Ма/Мз =- 1 — Чз', Ма! Мз =.= 1 — Че (1 6) (1.9) Контрольные вопросы К На какие группы делят газоочистные аппараты? Какой принцип действия положен в основу работы каждой группыз 2. Чеы различаются парциальная, фракционная и полная степень очистки? 3.

Как определяют общую степень очистки при работе нескольких последовательно включенных аппаратов? Глава 2 ОСАЖДЕИИЕ ПЫЛИ В КАМЕРАХ И ГАЗОХОДАХ 2 1. Движение частиц пыли в неподвижной среде Остаточную запыленность газа легко найти по начальной запыленности и степени проскока: гв —— йгх (1 х/)тв).

Зная гь можно определить количество выбрасываемой пыли в атмосферу, которое является исходной величиной для расчета приземных концентраций пыли и потерь металла. При ламинарном режиме для частиц сферической формы после подстановки в уравнение.(2.1) Р=пс/2/4 и развернутого значения величины аэродинамического коэффициента получим (2.2) юбрг 4'2 Этой формулой выражается закон Стокса, справедливый для ламинарного режима движения частицы сферической формы в однородной, не ограниченной стенками вязкой среде. В наиболее простом случае, когда частица движется вниз под действием силы тяжести с возрастающей скоростью, вследствие возрастания силы сопротивления быстро наступает момент, когда обе эти силы приходят в равновесие.

С этого момента частица начинает двигаться вниз с постоянной скоростью цт„ которую легко определить из уравнения равновесия: итга — (рч — рг) йг = 8пс(ргвв, 6 бз(р — р ) ь". откуда цта (2.3) гаа ва ва ю ба уг?т? гаа Пй? ей ва ба ба еа ф га га Я га в В б е в г ва ъ га Я 'й' га е В в 7 б ав ав ае ав а,г йг 23 22 С момента начала движения частицы в вязкой среде возникает сила сопротивления этому движению Р, которая согласно закону Ньютона равна Р = СР (цРРг/2), (2.1) где С в аэродинамический коэффициент; Р— площадь проекций частицы на плоскость, нормальную к направлению движения, м', пт — скорость движения частицы относительно среды, м/с; рг — плотность вещества окружающей среды, кг/м'. Этот закон применим и в том случае, если частица неподвижна, а поток газа обтекает ее со скоростью цг. При движении частицы в неподвижной среде или обтекании неподвижной частицы потока газа возможны ламинарный и турбулентный режимы движения.

В этом случае основной характеристикой режима движения является число Гейнольдса, определяемое, однако, не по диаметру газопровода, а по размеру движущейся частицы с( и относительной скорости цтг Ве = цк(/д .= цч/р,/(ь. Численное значение Ве позволяет установить не только режим движения, но и численное значение аэродинамического коэффициента С (по эмпирическим зависимостям, проверенным практикой). Так, для областей с ламинарным, турбулентным режимом и промежуточной характерны соответственно следующие значения Ке: (2; >500 и (500, значения С:24/Ие; 0,44; 18,5/К ее '. Рнс.

2 ц Номограмма длв определенна сноростн внтанна в воздухе частиц пыли размером 2 — !00 мнм М =СЕ ' " =Зпс((<п<,. 2 (2.4) Гешая уравнение (2.3) относительно диаметра частицы, по- лучим (2.5) Данное выражение показывает, что при постоянной плотности р„и вязкости среды 1л каждой скорости витания соответствует свой размер частиц той или иной плотности (рис. 2.1).

8 2. Осаждение частиц пыли в камерах и газоходах В осадительных камерах выпадение частиц пыли из газового потока происходит под действием сил гравитации. Эффективность осаждения в значительной мере определяется временем пребывания частиц в камере, что вызывает необходимость увеличения размеров камеры.

В наиболее неблагоприятных условиях находятся частицы под потолком камеры; им для осаждения нужно пройти наибольший путь, равный высоте камеры Н (рис. 2.2). При приближенном расчете осадительных камер принимают, что частицы движутся вдоль камеры со скоростью и<„, равной скорости газового потока .и<„, и одновременно опускаются вниз со скоростью, равной скорости витания ц<,. Для осаждения частица должна достичь дна раньше, чем газовый поток вынесет ее из камеры, поэтому Рлс. 2.2. Схема пылеосадательпоа ка- меры 24 где р, и р„— плотность соответственно частицы пыли и окружающей среды (газа); и,— скорость витания (седиментации).

Очевидно, что и<, можно рассматривать и как скорость направленного вверх вертикального потока газа, при которой данная частица будет удерживаться в занимаемом ею положении. Из сказанного следует, что масса частицы М в пределах применимости закона Стокса может быть выражена через скорость витания следующим образом: время осаждения частицы /=Н/и<, не должно превышать времени ее пребывания в камере/! =/./ш„г Н/пь < /./ц<„. (2.6) Выражая скорость газа через расход У„, деленный на площадь поперечного сечения камеры НВ, получим Н/то, =/.НВ/Уг, откуда следует, что У„= /.Вц<,:= ВВ (<(зр„хт/18)л). (2.7) Из формулы (2.7) находят предельное количество газа, которое можно пропустить через камеру при условии осаждения частиц диаметром </.