Старк С.Б. - Пылеулавливание и очистка газов в металлургии, страница 3

Формулы (2-11) — (2-12) справедливы лишь при условии ламинарного режима движения в осадительных камерах. Вследствие низкой эффективности и больших размеров осадительные камеры в настоящее время почти не применяются. Процессы осаждения, происходящие в пылевых камерах, наблюдаются и в горизонтальных газоходах. Однако в этих условиях осажденне пыли в большинстве случаев нежелательно, поэтому скорости в газоходах принимают значительно более высокими (18 — 20 м!С), чтобы обеспечить турбулентный режим движения и унос даже крупных частиц, а также экономию металла при изготовлении газоходов. Глава 3 ИНЕРЦИОННЪ|Е ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ Работа инерционных пылеуловителей основана на том, что при всяком изменении направления движения потока запыленного газа частицы пыли (вследствие действия сил инерции) сходят с линий тока, могут быть выведены за пределы потока и уловлены. й 6.

ЖАЛЮЗИЙНЫЕ ПЪ|ЛЕУЛОВИТЕЛИ С помощью жалюзийной решетки (рис. 5, а), установленной в газоходе и состоящей из ряда наклонных пластин, поток газа можно разделить на две части. Большая часть газа ( — 95%) огибает пластины и, частично освобождаясь при этом от пыли, продолжает двигаться дальше в прежнем направлении. Меньшая часть газа ( — 5%), обогащенная пылью, отводится для очистки в циклон, после чего присоединяется к основному потоку газа. Движение газа через циклон осуществляется главным образом за счет перепада давления на жалюзийной решетке.

В гхгглстрлг ягрср газрл ж грлгмррасу Рис. 5. Схема жалюеийиого лиле. уловителя В основе работы жалюзийного пылеуловителя лежит инерционно-отражательный принцип. С одной стороны частицы пыли выпадают из потока газа за счет сил инерции при крутом повороте газа в жалюзийной решетке, а с другой отражаются при непосредственном ударе о пластину. В обоих случаях частицы попадают в меньшую часть потока, обогащая ее пылью. Общая эффективность очистки газа в жалюзийном пылеуло'вителе определяется произведением коэффициентов очистки решетки т(р и циклона т)и: Ч, = т)рт)и. 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. Оптимальное значение скорости отсоса газа в циклон примерно на 25% выше скорости подхода газа к решетке. Из промышленных жалюзийных пылеуловителей наиболее известен пылеуловитель системы ВТИ (рис. 5, б), в котором решетка выполнена из стали углового 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 только крупную пыль размером более 30 — 40 мкм, и поэтому общая эффективность его не высока. Основное назначение этого аппарата — предохранить от износа дымососы паровых котлов, перекачивающие газ, засоренный золой (в основном крупных фракций). Расход металла на изготовление жалюзийных пылеуловителей незначителен и составляет 40 — 50 кг иа 1000 матч газа.

й 7. РАДИАЛЬНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ (ПЫЛЕВЫЕ МЕШКИ) Пылеуловители такого типа широко применяют в доменном производстве в качестве первой ступени очистки доменного газа (рис. 6). По центральному газопроводу запыленный газ поступает в пылеуловитель сверху. Потеря скорости при выходе в большой объем пылеуловителя и поворот газового потока на 180' создают необходимые условия для выделения крупных частиц пыли, размером более 100 мкм, из потока газа и осаждения их под действием силы тяжести и сил инерции на дно пыле- уловителя. Очищенный газ отводится через специальный патрубок в верхнем днище 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. Повышение этой скорости приводит к ухудше- нию пылеосаждения, а снижение — к неоправданр„,, „,„, р, ному увеличению габаритов пылеуловителя.

диального пыле- Обычно эффективность радиальных пылеуловителей определяют приближенно с учетом действия только силы тяжести. Если скорость витания больше скорости подъема газа в пыле- уловителе, то частица выпадает в бункер, а если меньше, то будет вынесена за пределы пылеуловителя. Зная дисперсный состав пыли, можно найти предельный размер частиц, которые будут уловлены и, следовательно, подсчитать эффективность работы пылеуловителя. В условиях грубой очистки доменного газа коэффициент эффективности очистки радиальных пылеуловителей не превышает 60 — 7000.

1в Гидравлическое сопротивление радиальных пылеуловителей невелико и обычно составляет 200 — 300 Па. 8 8. ВЕНТИЛЯТОРНЪ|Е ПЪ|ЛЕУЛОВИТЕЛИ При работе вентилятора на запыленном потоке газа вследствие действия центробежных, а иногда кориолисовых сил, происходит сепарация частиц пыли из газового потока В обычных вентиляторах в дальнейшем эта пыль снова диспергируется в потоке газа. Однако при соответствующем устройстве кожуха и рабочего колеса вентилятора можно достичь улавливания этой пыли.

| ! 1 1 Рие Т Веитилиториые пылерлеиители Вентиляторы-пылеуловители с отводом пыли иа кожуха. При работе вентилятора за счет центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха и одновременно движутся по ней в направлении выхлопного отверстия. Через специальное пылеприемное отверстие в кожухе пыль с небольшим количеством газа отводится в циклон, откуда очищенный газ снова поступает в газовый поток В вентиляторе-пылеуловителе ТБИОТ--ММК (рис. 7, а) на некотором участке кожух делают двойным, причем внутреннюю его часть перфорируют. Через отверстия перфорации пыль выводится за пределы вентилятора и собирается в образованном стенками пространстве. Такой пылеуловитель может быть изготовлен из серийного вентилятора путем его переделки.

Для повышения эффективности предусмотрено непрерывное смачивание лопаток колеса вентилятора водой. 17 Ротоклон Д. За рубежом получил значительное распространение этот тип пылеуловителя, выпускаемый фирмой ААФ (США) для производительности до 60 000 м»!ч.

Особенностью пылеуловителя «Ротоклона Д» (рис. 7, б) является вогнутая форма диска и передней стенки, что увеличивает время пребывания газа в криволинейном канале. Узкие концы лопаток удлинены и выходят за пределы диска. Пылевые частицы под действием центробежных и кориолисовых сил скользят по стенкам межлопаточного канала и через кольцевой зазор проходят с частью воздуха в пылевую полость кожуха, откуда поступают в бункер, в котором происходит разделение пыли и газа. Вентиляторные пылеуловители относятся к аппаратам грубой и полутонкой очистки газа.

Онн отличаются большой компактностью, так как вентилятор и пылеуловитель совмещены в одном агрегате. Расход энергии в них составляет 0,30 — 0,35 кВт ч на 1000 м' газа. Вследствие затруднений при эксплуатации (повышенный износ, засорение, разбалансировка) в отечественной металлургии и вообще в СССР вентиляторные пылеуловители не получили широкого распространения; кое-где их можно встретить в системах промышленной вентиляции.

Глава 4 УЛАВЛИВАНИЕ ПЪ|ЛИ 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. й 9. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦИКЛОНА 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 в потоке газа, отбрасываются на,стенки корпуса и выпадают из потока. Газ, освобожденный от пыли, продолжая вращаться, совершает поворот на 180' и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу(рис, 8). Частицы пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении вращающегося потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона.

Ввиду того что решающим факто|а ром, обусловливающим движение пыли, являются аэродинамические сплыл а не силы тяжести, циклоны можно располагать наклонно и даже горизонтально. При движении во вращающемся криволинейном потоке газа частицы пыли находятся под действием силы тяжести, центробежной силы и силы сопротивления. Масса частицы обычно пренебрежимо мала. Скорость частиц пыли в циклоне можно без большой ошибки считать равной скорости вращения газового потока. Величина центробежной силы, действующей на частицу пыли массой М, равна: М 2 43 „2 где гт — радиус кривизны траектории в рассматриваемой точке. Под влиянием центробежной силы частица приобретает скорость в радиальном направлении, встречая при своем движении сопротивление газового слоя.

Если рассматривать движение частицы в радиальном направлении для момента, когда сила сопротивления уравновесит центробежную силу, то, применяя закон Стокса, можно напи- сатгп Рис В. Схема пиилоиа: 1 — входной питрубои; 2 — расхручиваюшая улитка; 3 — выходной патрубах;  — крышка; В— выхлопная труба; 6 — Пилиндрическая часть; 7 — коническая часть;  — пылевыпусхиое отверстие; 9— буииер для пыли; 10 — пылевой аатвор г 2 рп Зл т(рю (4-2) 19 Таким образом, предельная скорость, которой может достигнуть частица пыли в радиальном направлении, равна: бтр 372 1зря ' (4-3) В связи с непрерывным перемещением частицы в радиальном направлении величина радиуса уг, а следовательно, и величина предельной скорости непрерывно меняются и могут быть выражены производной т®1Ж. Следовательно: б7т Рп г бг 2 (4-4) бг 187гйг ' После разделения переменных и интегрирования в пределах от )(, до 722 и от О до ( получим О Рппгг Рь — Ж— зр откуда время прохождения частицей пути Кв — )ст равно, с: 2 2 9ы (4-5) цР то„ Диаметр частицы, успевающей за время 1 пройти путь )то — Ятр будет равен, м: д ЗУ٠— ЛВВ м„у р„~ (4-6) Эффективность работы циклона возрастает с увеличением скорости газа ш„ размера о и плотности частиц пыли и уменьшается с увеличением вязкости газа И н размеров циклона.