Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве, страница 6

Решая обратную задачу, можно найти диаметр частиц, которые будут осаждаться при расходе газа 1<„: </ 18ркг Ч ?.Вр„а (2.8) Контрольнив вопроси !. Как саязаны между собой закон Ньютона и закон <".тонга? 2. Что такое скорость витания частипы и как сс определяют? 3. Как определить степень очистки газа а осапитсльной камере? Глава 3 ИНЕРЦИОННЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ Работа инерционных пылеуловителей основана на том, что при всяком изменении направления движения потока запыленного газа частицы пыли под действием сил инерции сходят с линий 25 Формулы (2.7) и (2.8) показывают, что решающую роль при осаждении играет площадь дна камеры, увеличение которой существенно улучшает условия осаждения. Уменьшение высоты камеры без увеличения площади дна ее ничего не дает, так как одновременно уменьшается площадь поперечного сечения камеры, а следовательно, растет скорость газа и сокращается время пребывания частицы в камере.

Данные формулы справедливы лишь при условии ламинарного режима движения в осади- тельных камерах. Вследствие низкой эффективности и больших размеров эти камеры в настоящее время почти не применяются. Процессы осаждения, происходящие в пылевых камерах, наблюдаются и в горизонтальных газоходах. Однако в этих условиях осаждение пыли в большинстве случаев нежелательно, поэтому скорости в газоходах принимают значительно более высокими (!8 — 20 м/с), чтобы обеспечивались турбулентный режим движения и унос даже крупных частиц, а также экономия металла при изготовлении газоходов. $ 3. Радиальные пылеуловители (пылевые мешки) Пылеуловители такого типа широко применяют в доменном производстве в качестве первой ступени очистки доменвого газа (рис 3.3).

По централь- ному газопроводу запыленный газ поступает в пылсуловитель сверху. Потеря скорости при выходе в большой объем пылеуловителя и поворот газового патока на !80' создают необходимые условия для выделения из него частиц пыли размером более 100 мкм и осаждения их на дио пылеуловителя под действием силы тяжести и сил инерции. Очищенный газ отводится через специальный патрубок в верхней части пылеуловителя. Скорость газа во входном патрубке принимают равной скорости газа в газопроводе, т.

е. порядка 20 м/с, а скорость в подъемной части пылеуловителя не должна превышать 0,6 — 1,0 м/с. Повыу щенке этой скорости приводит к ухудшению пылеосаждения, а снижение — к неоправданному увеу/ичению габаритов пылеуловителя. Обычно эффективность радиальных пылеуловителей определяют приближенно с учетом действия только силы тяжести. Если скорость витания больше скорости подъема газа в пылеуловителе, то частица выпадает в бункер, а если меньше, то она выносится за пределы пылеуловителя.

Зная дисперсный состав пыли, можно найти пре- дельный размер частиц, которые будут уловлены, и следовательно, подсчи- тать эффективность работы пылеуловителя. В условиях грубой очистки доменного газа эффективность радиальных пылеуловителей не превышает 60 — 70 гю Гидравлическое сопротивление ра- диальных пылеуловителей обычно не более 200 — 300 Па, Ркс. З.З.

Схема рк хмельного пылеуло рнтехк Конгральнрье запросы 1. Как составить дифференциальное уравнение, описывающее работу инерционного пылеуловителя? 2. От каких факторов зависит степень очистки газа? 3. Как устроены и работают пылеуловители инерционного типа? Оптимальная скорость подхода газа к решетке лежит в пределах 12— 20 м/с в зависимости от конструкции решетки, т.

е, примерно равна скорости газа в газоходах. Оптимальная скорость отсоса газа в циклон примерно на 26 % выше ока рости подхода газа к решетке. Из промышленных жалюзийных пылеуловителей наиболее известен пылеуловитель системы ВТИ (рис. 3.2, б), в котором решетка выполнена из стали угловога профиля обычно 40Х40 мм.

Пылеуловитель ВТИ прост в изготовлении, затраты металла минимальны, места для установки почти не требуется, так как его размещают непосредственно в газоходе. Однако он может эффективно улавливать талька крупную пыль (размером более 30— 40 мкм), поэтому общая эффективность ега невысока. Основное назначение этого аппарата — предохранить от износа дымососы паровых котлов, перекачивающие газ, засоренный золой (в основном крупных фракций).

Глава4 ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ 2 1. Улавливание пыли в циклонах Циклон является одним из наиболее распространенных пыле- улавливающих аппаратов. Однако с высокой эффективностью циклоны способны улавливать пыль только размером 15— 20 мкм и более. Работа циклона основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газового потока внутри корпуса циклона. Это вращение достигается путем тангенциального ввода газа в циклон. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные н потоке газа, отбрасываются на ,г: 1 стенки корпуса и выпадают из потока.

Газ, освобожденный от пыли, продолжая вращаться, совершает 4 поворот на 180' и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу (рис. 4.1). Ча; б стицы пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещаю- 7 щегося в осевом направлении вращающегося потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выво- у дятся из циклона. Ввиду того что решающим фактором, обусловли- Л7 вающим движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны можно распола- р ' 4~ 7 — входной пктрубок; У вЂ” раскру- гать наклонно и даже горизон чкккющкя уккткк; з — выходной кктрубок, 4 — кры~пкк; З вЂ” выхлоп. тально. ккк труба; б — цкхккхркчьеккк При движении во вращаю- часть; 7 — коническая честь; з— пкекмррьшуекрос откереткц; 9— щемся к)эиволинейном потоке газа бункер кхк кыхк; !Π— кь|кккой хкчастицы пыли находятся под дей- ° р ствием силы тяжести, центробежной силы и силы сопротивления.

Сила тяжести для частицы обычно пренебрежимо мала. Скорость частиц пыли в циклоне можно без большой ошибки считать равной скорости вращения газового потока. Величина центробежной силы Рю действующей на частицу пыли массой М, равна: 2 3 2 Мюг п~п шг (4.1) где /с — радиус кривизны траектории в рассматриваемой точке. 29 Под влиянием центробежной силы частица приобретает скорость в радиальном направлении, встречая при своем движении сопротивление газового слоя. Движение частицы пыли в радиальном направлении приближенно можно рассматривать как прохождение через совокупность равновесных состояний, в каждом из которых изменяющаяся по величине центробежная сила уравновешивается соответственно изменяющейся силой сопротивления.

Применяя закон Стокса, можно написать: 2 — Рч =- ЗЫ)2ИУпр. (4.2) 6 /1 Таким образом, предельная скорость, которой может достигнуть частица пыли в радиальном направлении, равна ш =с(вр цР/18120. (4.3) В связи с непрерывным перемещением частицы в радиальном направлении величина радиуса Й, а следовательно, и величина предельной скорости непрерывно меняются н могут быть выражены производной ЫЯй Следовательно. И/с(/ = г(вр,2а,'/18)222. (4.4) После разделения переменных н интегрирования в пределах От /т ! до /т2 и От 0 до / получим 0~2 — Й2~ = /врчшг/91, откуда время прохождения частицей пути Я2 — Яь с, равно 912 Ф2 гч2)/с/ раппе ° (4.5) Диаметр частицы, м, успевающей за время / пройти путь Й2 — )чгг, будет равен г(=З'~/(й~~ — )2() )2/пу, 2/р.~ . (4.6) Эффективность работы циклона возрастает с увеличением скорости газа Уа„, размера 2/ и плотности частиц пыли р, 21 уменьшается с увеличением вязкости газа 12 н размеров циклона. й 2.

Типы циклонов и основные правила нх эксплуатации Наибольшее распространение в СССР получили цилиндрические циклоны конструкции НИИОгаза, показанные на рнс.4.2. Отличительной их особенностью являются наклонный входной патрубок, сравнительно короткие цилиндрическая часть и выхлопная труба, а также малый угол раскрытия конической части.

Наклон входного патрубка и винтообразная верхняя крышка способствуют направлению вращающегося газового потока вниз, что снижает гидравлическое сопротивление циклона. На зо Рнс Е 2 Основные типа циклонов и — «онструкцнн ИИИОгаац: б — конструкции лиот; а — конструкции сиот выхлопной трубе циклона иногда устанавливают улитку, раскручивающую вращающийся газовый поток. Под циклоном устанавливают бункер для сбора уловленной пыли.

В конической части циклона нн в коем случае не должна скапливаться пыль во избежание взмучнвания и вторичного уноса ее в выхлопную трубу. Существуют трн типа цилиндрических циклонов конструкции НИИОгаза основной серии ЦН, различающиеся между собой углом наклона входного патрубка к горизонту: а) ЦН-15 с углом наклона 15', нормальный и укороченный (ЦН-15у); б) ЦН-11 с углом наклона 11', с повышенной эффективностью, с большим гидравлическим сопротнвлсписм; в) ЦН-24 с углом наклона 24', с повышенной пропускной способностью прн меньшей эффективности и сниженном гидравлнческом сопротивлении.