Пономарёв В.Б., Замураев А.Е. - Аспирация и очистка промышленных выбросов и сбросов (1027477), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Все эти факторы приводят к уменьшению эффективности пылеулавливания.Основным фактором, который нужно учитывать при расчете и выбореразмеров пылеосадительной камеры, является скорость газового потока. Онадолжна быть ниже скорости увеличения или «подхвата» осевшей пыли. Какправило, считают, что для большинства материалов следует сохранять скорость потока менее 3 м/с.Для улучшения эффективности пылеосадительной камеры при горизонтальном газовом потоке можно уменьшить высоту, с которой частицаопускается до дна. Этот метод применен в осадительной камере Говарда [18] (рис. 5.3), в которой были смонтированы ряды горизонтальных плоскостей (полок).Если камера высотой Н содержит N полок, то высота каждой секцииравна примерно H/(N+l), и классификационная эффективность равнаh(N+1)/H.Основным возражением против широкого использования камер Говарда является трудность очистки межполочного пространства, хотя это препятствие может быть устранено путем установления системы самоочистки,например, форсуночных воздухопромывателей.В настоящее время пылеосадительные камеры упрощенных конструкцийприменяют в качестве разгрузочных камер систем пылеулавливания, напримерв качестве разгрузочных камер барабанных сушилок (рис.
7.4), в которых осуществляется первая стадия очистки дымовых газов.Применение простых пылеосадительных камер для улавливания крупныхчастиц пыли имеет ряд преимуществ и недостатков.98Рис. 7.3 Многополочная пылевая камера ГовардаРис. 7.4 Разгрузочные камеры барабанных сушилокК преимуществам относятся:· простота конструкции;· низкая стоимость установки и незначительные эксплуатационные расходы;99· минимальный перепад давления и широкий интервал рабочих температур и давлений, ограниченный только видом конструкционного материала;· складирование уловленного материала в сухом виде и возможностьулавливания абразивных материалов.Основным недостатком осадительных камер с горизонтальным потокомявляются слишком крупные габариты.7.2.
ИНЕРЦИОННЫЕ ПЫЛЕВЫЕ КАМЕРЫЭффективность обеспыливания в простой пылеосадительной камере можетбыть увеличена, а габариты ее уменьшены, если частицам будет придан дополнительный момент движения вниз в добавление к эффекту гравитационногоосаждения. Существует большое число конструкционных разработок, основанных на этом принципе, начиная с установки в камере простых отражательныхщитов до специальных форсунок, ускоряющих процесс осаждения.Простые инерционные пылеуловители (рис.
7.5 а) иногда размещаются последовательно. Хотя их эффективность такова же, что и простых пылеосадительных камер, перепад давления больше, однако он может быть снижен прииспользовании закругленных отражателей [1] (рис. 7.5 б).В других инерционных пылеосадителях применяется направленная внизтруба, придающая частицам добавочный момент, равный примерно mg/3, в дополнение к гравитационной силе mg.
Один из исследователей (рис. 7.5 в) предположил [7], что при использовании конуса с постепенно увеличивающимсядиаметром скорость газа у дна пылеуловителя уменьшается, снижается и увлечение частиц. Подобные соображения, вероятно, лежат в основе усовершенствованной пылеотделительной камеры Проккэта [7], напоминающей воронку свысокой цилиндрической частью (рис. 7.5 e).100ба120гвРис. 7.5 Инерционные пылеуловители с ускорением частиц при направлении к пылесборнику: а — простой инерционный пылеуловитель;б — пылеуловитель с круглой ловушкой; в — пылеуловитель с подачей газа сверху; г — инерционный уловитель с заглубленным бункеромБолее совершенным устройством, характеризующимся к тому же оченьнизкимперепадомдавления,являетсяэкранныйпылеуловительD.E.F [11] (рис.
7.6). Основным его элементом является V–образный профиль,где струи запыленного газа, образованные в промежутках между этими профилями, сталкиваются с основой V–образного элемента. Газовый поток либо отталкивается от основы, либо движется по кругу вдоль кривой составляющейэлемента. При столкновениях и круговом движении пыль отделяется от газово101го потока и попадает в пылесборник, расположенный внизу. В ряде случаев дляоблегчения удаления пыли из V–образных каналов прибегают к отстукиваниюили вибрации. С этой же целью может применяться впрыскивание жидкости,что к тому же предотвращает повторный унос пыли газовым потоком.Система очень надежна и может быть использована при работе в условияхвысоких температур и наличия коррозионных сред.Например, в кислых средах ячейки пылеуловителя могут быть изготовлены из кислотоупорных нержавеющих сталей, а стены камеры футерованы кислотоупорной плиткой.
Перепад давления в установке составляет 25–100 Па, аиногда и меньше. На установках по обеспыливанию цементной пыли достигнута эффективность 80 – 91 % при расходе газовой смеси до 800 м3/с и содержании пыли на входе 20 – 70 г/м3 . Перепад давления в камере около 20 Па.Рис. 7.6 Экранный пылеуловитель D.E.F7.3. ЖАЛЮЗИЙНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИЖалюзийные пылеуловители относятся к простейшим типам инерционныхсепараторов. В отличие от гравитационных, они работают при более высокихскоростях потоков и имеют меньшие габариты. К тому же жалюзийные пылеуловители просты по конструкции, дешевы и имеют небольшое гидравлическоесопротивление, что обусловило их широкое распространение в качестве основного очистного оборудования в 50–е годы прошлого столетия. Однако ониулавливают только крупные частицы (D > 60...70 мкм) и поэтому в настоящеевремя используются в основном для предварительного осаждения крупных час102тиц с целью уменьшения абразивного износа технологического оборудованияили облегчения работы очистных устройств последующих ступеней.
Для предварительного улавливания крупных частиц золы из дымовых газов разработаныжалюзийные золоуловители ВТИ, имеющие 6 вариантов исполнения для установки в горизонтальных и вертикальных (при движении газов снизу вверх) газоходах. Часто жалюзийные пылеуловители используются совместно с циклонами и служат концентраторами пыли для них.
Принцип работы пылеуловителяв таком случае заключается в следующем. Жалюзийная решетка, установленнаяв газоходе, разделяет поток аэрозоля на части (рис. 7.7). Основная часть потока,проходя через лопасти решетки, в некоторой степени освобождается от крупных фракций пыли и уходит по газоходу, а меньшая часть, отбираемая циклоном (до 20%), насыщается пылью, что облегчает ее очистку. После циклона поток вновь возвращается в газоход.Относительный отбор φ, то есть отношение расхода газов через циклон кобщему расходу, принимается обычно равным 10 или 20 %. Движение концентрированного потока через отсосный циклон может происходить за счет разрежения, образующегося при прохождении основного потока через инжектор илидополнительным вентилятором, если величина разрежения недостаточна дляпреодоления сопротивления циклона, подводящих и отводящих воздуховодов.При очистке продуктов сгорания твердого топлива срок службы решетоквследствие абразивного износа невелик и составляет менее года.
Износ лопастей решеток, набираемых из угловой стали 40x40 мм, становится ощутимымуже в первые месяцы эксплуатации, что выражается в значительном ухудшениистепени осаждения частиц.103Рис. 7.7. Жалюзийный пылеуловитель в горизонтальном газоходе:1 – входная камера; 2 – отсосная щель; 3 – диффузор, 4 – поводящий воздуховод, 5 – отсосный циклон; 6 – отводящий воздуховод; 7 – основной газоход по месту подсоединения отводящего воздуховода; 8 – инжектор;9 – основной газоход после инжектора104Для больших потоков газа можно установить несколько параллельных пылеуловителей (рис. 7.8). Здесь за жалюзийным пылеотборником последовательно размещают отбойную камеру и циклон.Рис.
7.8 Конический пылеуловитель для электростанций:1 – сборник мелкой пыли; 2 – сборник грубой пылиПример другого пылеуловителя с жалюзийными вытяжными щелямипредставлен на рис. 7.9.Рис. 7.9 Пылеуловитель с низким сопротивлением:1 – конвергирующий канал; 2 – выходная камера;3 – очищающая стенка; 4 – пылеотбойник; 5 – бункер105Расчет парциальных коэффициентов осаждения частиц жалюзийными пылеуловителями возможен только по опытным данным. Для жалюзийных золоуловителей ВТИ при их гидравлическом сопротивлении 400...500 Па и относительном отборе φ = 10 %.
такие данные приведены в табл. 7.4.Парциальные коэффициенты очисткиТаблица 7.4.510152025304050601002547637686,591,394,896,597,7100Dp,мкмηp,%Расчет жалюзийных пылеуловителей сводится в основном к определениюплощадей сечений для прохода газов, обеспечивающих приемлемые сопротивления, и необходимости дополнительного вентилятора для отсосного циклона.Расчеты ведутся в следующем порядке:1. Определяют скорость газов во входном сеченииw=2Dp1,zrгде Δр1 – гидравлическое сопротивление решетки, которое при отсутствии данных принимают в пределах 100...500 Па;ζ – коэффициент гидравлического сопротивления решетки, который при отсутствии данных можно принимать ζ = 5,ρ – плотность газов в расчетных условиях, кг/м3.2.
Определяют площадь сечения входной камерыf1 = Ww, м2,где W– расход газовых выбросов, м3/с.106По величине f1 подбирают размеры решетки (для решеток типа ВТИ конструктивные размеры приведены в табл. 7.5) и уточняют скорость газов вовходном сечении.3. Определяют площадь сечения подводящего воздуховода от диффузорадо отсосного циклонаf4 =C 4 Dp1 f1 2,м,N4где N4 – общее число подводящих воздуховодов, подсоединенных к отсоснымщелям;С4 – коэффициент, зависящий от величины относительного отбора газов φ вотсосный циклон.К каждой отсосной щели может быть подсоединено до двух циклонов.Долю газов φ, направляемых в отсосный циклон, принимают 10 или 20 %.Соответственно этому значение коэффициента С4 составит 0,0048 или 0,0096.4.
Диаметр отсосного циклона D5, рассчитывают по формулеD5 = C5 4Dp1Dp 5f1, м,N5где Δр5 – гидравлическое сопротивление циклона, принимаемое при отсутствии данных в пределах 100...250 Па;N5 – число циклонов, присоединенных к одной отсосной щели;С5 – коэффициент, зависящий от φ; при φ = 10 или 20 % величину С5 принимают соответственно 0,775 или 1,068.5. Сечение отводящего воздуховода от циклона до основного газоходаподбирают по выходному патрубку циклона, но не менее 2f4.1076.
Находят площадь сечения инжектора f8 по формулеf8 =0,87f1, м2,107,5(z 4 + z 6 ) 5Dp5+- 0,95Dp1Dp1где z4, z6 – приведенные коэффициенты, зависящие от гидравлического сопротивления подводящих и отводящих воздуховодов, величины которых принимают по табл. 7.6.7. Вычисляют сопротивление инжектора2éj2öæDp1 f 8 + f 6' ê j æj öç 1 - 100 ÷j ö æDp 8 =ê100 ç1 - 100y ÷ + çè1 - 100 ÷øç 1 - y - 1÷ +5f12÷çøèêøèë2æ f8 + f 6' ö ù÷÷ ú,+ 0,275çç1 f9 ø úèû()f 6';где y =f8 + f 6'()f’6 – площадь сечения отводящего воздуховода по месту установки инжектора,которую принимают не меньше площади сечения отводящего воздуховода после циклона f6.8. Подсчитывают суммарное сопротивление жалюзийной решетки и инжектора Dp = Dp1 + Dp8 , Па.108Конструктивные размеры решеток типа ВТИ109Таблица 7.5Значения z4 и z6 для подводящих и отводящих воздуховодовТаблица 7.6Если перепад давления в решетке и инжекторе получился меньше сопротивления циклона или неприемлемо велик (сравним с перепадом давления, создаваемым общим вентилятором или дымососом и не оставляет запаса для преодоления других сопротивлений газового тракта), то принимают решение о не110обходимости отдельного вентилятора для отсосного циклона.
Тогда подачуспециального вентилятора принимают равной не менее 0,1W, если φ = 10 %или 0,2W, если φ = 20 %, а давление подсчитывают по формулеéC × f12 ùp = Dp 5 + 21,5(z 4 + z 6 ) - ê0,19 + 2 ú Dp1 , Па,f7 ûëгде f7 – площадь сечения основного газохода по месту подсоединения отводящего газохода, м2;С – коэффициент, значение которого принимают в зависимости от величины относительного отбора 10 или 20 % соответственно 0,17 или 0,13.9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
