Пономарёв В.Б., Замураев А.Е. - Аспирация и очистка промышленных выбросов и сбросов (1027477), страница 15
Текст из файла (страница 15)
7.19, а, б) или тангенциально через укороченные улитки (полуулиточный подвод – батарейные циклоны «Энергоуголь»,ПБЦ, рис. 7.19, в; четырехзаходный улиточный завихритель – батарейные циклоны СЭЦ–24). Схема компоновки циклонных элементов показана на рис. 7.19, г.Розеточные завихрители по сравнению с винтовыми обеспечивают более высокую очистку газа, но в большей степени подвержены забиванию пылью. Для пылей третьей группы слипаемости направляющие типа «розетка»не рекомендуются, а пыли четвертой группы (сильнослипающиеся) вообщенежелательно очищать в батарейных циклонах.Элементы с полуулиточным подводом имеют лучшие показатели очисткиза счет герметичности узла ввода газов.
В то же время степень очистки газов вбатарейных циклонах любых типов ниже, чем в одиночных циклонах. Недостатки, присущие групповой установке циклонов, в батарейных циклонах усугубляются большим числом объединяемых элементов. Технические характери129стики некоторых типов батарейных циклонов с возвратно – поточными элементами приведены в табл. 7.10, а с прямоточными – в табл. 7.11.В циклонных аппаратах формируются сложные потоки, аэродинамические параметры которых (скорости, давления, концентрации частиц загрязнителей и их фракционный состав) непрерывно меняются. Методы теоретического определения коэффициентов очистки из–за значительного расхождениярезультатов с опытом неприменимы для практического использования. Изэмпирических методов наиболее надежны расчеты по парциальным коэффициентам очистки, найденным экспериментально.Технические характеристики батарейных циклонов с возвратно–90Розетка4,54,2 – 11,765Розетка3,53,3 – 27,8120Полу–улиткаПропускнаяспособность,м3/с5,5 – 16130ОбластьпримененияОптимальнаяскорость газа вэлементе, м/с4,5Очистка высокотемпера–турных газов t =до 400 0C от пыли изолыПБЦТип направляющего аппаратаБЦ–225, 30,40, 50,60, 8020, 25,30, 36,42, 46,24, 36, 48,92, 116,140,Таблица 7.10.КоэффициентсопротивленияЦБ–254РЧисло элементов, штТип циклонапоточными элементамиРис.
7.19 Батарейные циклоны131Технические характеристики батарейных циклоновТип циклонаКол–во секцийс прямоточными элементамиБЦ 1x8x8… БЦ 1x11x16Кол–во элементовв одной секцииПропускнаяспособностьОбластьпримененияОчистка открупной золы с производи–тельностью25 … 320т/часПо длинеПо ширине18…118…168,5 … 27,3БЦ 2x5x6… БЦ 2x11x1625…116…168 … 54,7БЦ 3x8x938933,5БЦ 4x8x9… БЦ 4x11x1848…119…1838,7 … 1211–210…147…24130 … 240БЦУ – МТаблица 7.11.Циклоны как аппараты, предназначенные для улавливания крупных частиц, обычно подвергаются абразивному износу.
Этому способствует многовитковое вращение газового потока, несущего дисперсную фазу. В результатевращения и возникновения центробежных сил происходит концентрированиетвердых абразивных частиц у стенок аппарата, следствием чего является эрозия, то есть истирание стенок циклона вплоть до образования сквозных отверстий. Скорость такого истирания в отдельных случаях достигает 12 мм в год.Основными мерами повышения износостойкости циклонов в настоящеевремя являются нанесение на изнашиваемую поверхность какого–либо износостойкого покрытия, применение материалов, более стойких к износу в заданных условиях; изменение инструкции циклонов, приводящее к ослаблению износа.Нанесение на изнашиваемую поверхность стойких к износу покрытий –наиболее известный метод, прошедший широкую апробацию в производственных условиях. Он предусматривает в первую очередь футеровку внутреннейповерхности циклона плитками из плавленого диабаза и базальта.
Срок службыциклонов с такими покрытиями увеличивается в 5 – 10 раз. Известно использо132вание для этих же целей футеровки кислотоупорной, ситалловой плиткой насиликатной замазке или на шлакосиликатбетоне.Эффективность улавливания пыли в циклонах зависит от крупности иплотности улавливаемых частиц, скорости газов на входе в циклон, вязкостигаза, соотношения радиусов циклона и выходного патрубка.Крупные и более плотные частицы улавливаются в циклонах значительноэффективнее, чем мелкие, так как на них действуют большие по абсолютнойвеличине центробежные силы.С увеличением скорости газового потока на входе в циклон повышаетсяего КПД.
Скорость движения газового потока можно увеличивать до определенного предела, при превышении которого степень очистки газов снижается.Максимальная скорость подачи газов зависит от диаметра циклона и дисперсного состава пыли. При подаче газов со скоростью выше допустимой в циклонах возникают локальные вихри, под действием которых осевшие частицысрываются потоком газов. Оптимальная скорость движения потока газа на входе в циклон 20 – 25 м/с.При увеличении радиуса выхлопного патрубка сокращается путь, которыйнеобходимо пройти частице до внутренней поверхности циклона, т.
е. степеньочистки газов может возрастать. Следует иметь в виду, что при малых значениях разности между диаметрами циклона и выхлопного патрубка возможно забивание пылью входного патрубка, особенно если пыль склонна к слипанию иприлипанию к стенкам циклона.При увеличении диаметра циклона КПД снижается, так как увеличиваетсядлина пути движущихся частиц. Диаметры одиночных циклонов не должныпревышать 1000 мм.Вязкость газов зависит от их температуры. С увеличением температурывязкость газов возрастает, а к. п. д.
снижается.При усложнении конструкций циклонов эффективность пылеулавливаниявозрастает незначительно. В циклонах сложных конструкций повышается гидравлическое сопротивление, в результате этого возрастает расход электроэнер133гии, затраты на которую обычно составляют 80 – 90 % от общих затрат на очистку газов в циклонах.Температура газов на входе в циклон для предупреждения конденсацииводяных паров должна быть на 30 – 50°С выше точки росы и не превышать400°С. Давление (разрежение) газов не должно быть больше 2500 Па.Как показывает опыт, величины парциальных коэффициентов осаждениядля многих типов циклонов вполне удовлетворительно аппроксимируютсяпрямой линией в вероятностно – логарифмической системе координат. Это позволяет использовать функции нормального распределения при подсчете полного коэффициента осаждения.Один из широко практикуемых в России и СНГ методов расчета, выполняемый по схеме последовательных приближений, заключается в следующем(по [16]).1.
Задаются типом циклона и вычисляют его диаметрDр =W, м,0,785w опт Nгде wопт – оптимальная усредненная скорость потока в циклоне, м/с,N – число устанавливаемых циклонов.Величину wопт принимают по опытным данным (табл. 7.12). Полученное расчетное значение Dр округляют до стандартного диаметра D .Характеристики циклонов134Таблица 7.122.
Подсчитывают скорость потока в циклоне со стандартным диаметром Dw=W.0,785D 2 NЕсли полученное значение скорости более чем на 15 % отличается отоптимальной, необходимо выбрать другой типоразмер циклона.3. Определяют коэффициент гидравлического сопротивления циклонапо формуле:z = K1K 2 z 500 + K 3 ,где ζ500 – коэффициент гидравлического сопротивления циклона диаметром 500 мм;К 1, К2, К 3 – поправочные коэффициенты на диаметр, запыленность и компоновку (для групповых установок), принимаемые по справочным данным(табл. 7.13 – 7.16).Коэффициенты сопротивления зависят от типа циклонов, наличия дополнительных устройств на входе и выходе, характера их подключения (всети или на выхлоп в атмосферу), что необходимо учитывать, принимаязначения ζ500.4.
Подсчитывают потери давления в циклоне по формулеzrw 2, Па,Dp =2где ρ – плотность газа–носителя, кг/м 3 .Убедившись, что величина ∆р оказалась приемлемой, то есть обеспечива135ется напором вентилятора (дымососа), принятого к установке в данной системе,переходят к расчету степени очистки.Коэффициенты гидравлического сопротивления циклонов Таблица 7.13Поправочный коэффициент К1 на диаметр циклона136Таблица 7.14Поправочный коэффициент К2 на начальную запыленность газов Таблица 7.15Поправочный коэффициент К 3 на способ компоновки Таблица 7.155. Определяют параметр осаждения хDölgæç mD50 ÷øèx=,2lg sh + lg s p(7.2)где D50, σn – средний диаметр и дисперсия осаждаемых в циклоне частиц, которые принимают по справочным (опытным) данным.
При необходимости их пересчитывают на проектируемые условия по формулеD50 = D50 rD r pr m w r,D r rp m r wгде D50r, Dr, ρpr, µr, wr – соответственно средний диаметр осаждаемых в циклоне частиц, диаметр циклона, плотность частиц, динамическая вязкость и137скорость газового потока, принятые по справочным данным.6. По параметру х из табл. 6.1 определяют величину интеграла вероятностей Ф(х) и считают ее в данном случае численно равной полному коэффициенту очистки.Если степень очистки оказалась недостаточной, может быть применендругой тип циклона с более высоким гидравлическим сопротивлением, которыйследует рассчитать заново. Ориентировочно требуемое сопротивление можнонайти из соотношения2æ 100 - h1 ö w1 D 2÷÷z 2 = z1 çç,è 100 - h2 ø w 2 D1где индексами 1 и 2 обозначены вычисленные и требуемые значения величин.Физический смысл улучшения степени очистки газа в циклоне с более высокими потерями давления (при неизменных диаметре аппарата и скоростипотока в нем) заключается в увеличении работы, затрачиваемой на очисткугазов.В практике эксплуатации очистных устройств иногда применяют последовательную установку циклонов, различающихся по конструкции.Расчеты таких групп циклонов проще всего выполнять по величине парциального проскока через каждый аппарат.Можно принять следующий порядок расчета:1.
Определяют значения D50 для каждого из установленных циклонов какдля самостоятельно работающих по изложенной выше методике.2. Для каждого из циклонов находят диаметры частиц, улавливаемыхна 15,9 %, по формуле lg D15,9 = lg s h + lg D 50 .3. В вероятностно – логарифмической системе координат наносят точки D15,9и D50 и проводят через них прямые, получая тем самым линии парциальных про138скоков через каждый циклон.4. Определяют величины парциальных проскоков εj через все циклоны переNмножением парциальных проскоков εi через каждый циклон e j = Õ ei , где N –i =1количество последовательных циклонов.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
