Пономарёв В.Б., Замураев А.Е. - Аспирация и очистка промышленных выбросов и сбросов (1027477), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Полученные значения εi наносят на график, аппроксимируют точки прямойлинией, находят по ней значения D50 и lg ση.6. По уравнению (7.2) находят значение х, а из табл. 6.1 – Ф(х), котороесчитают равным полному коэффициенту очистки газов, последовательно прошедших через все циклоны.Последовательная установка однотипных циклонов не практикуется, хотяимеются сведения об успешном опыте применения и такого способа сепарации [3].Расчеты циклонов, работающих параллельно в групповой установке, выполняют так же, как и индивидуальных. Ухудшение степени очистки из – за неравномерности распределения потоков и перетоков пыли из одного циклона в другойчерез общий бункер во внимание не принимается.Ориентировочные размеры частиц очищаемойпыли приведены втабл.
7.16.Характеристика пылейНаименование оборудованияЗапыл.d50,г/м3мкмКлинкер25 – 30193,62740Шахтная мельницаГипс1049569,352840Шаровая мельницаЦемент-202,942900Сушильный барабанКам. уголь-152,161600Вращающаяся печь обжигаМагнезит100 – 120430,6152700Вращающаяся печь обжигаДоломит35 – 45280,5062000Вращающаяся цементн. печьМатериалТаблица 7.16139s=d 50d16ρпыли,кг/м3Расчеты батарейных циклонов выполняют в следующем порядке.1. Задаются оптимальной скоростью потока wопт в пределах 3,5 ... 5 м/с.
Нижний предел лимитируется опасностью забивания направляющего аппарата, верхний – интенсификацией абразивного износа элементов и уноса пыли.2. Рассчитывают расход газа через один элемент W1W1 = 0,785w опт D 2 , м3/с.Диаметр циклонного элемента D обычно принимают в пределах 250 мм, таккак дальнейшее уменьшение диаметра не приводит к увеличению степени очистки.3. Определяют количество элементов N =W.W14. Принимают типовую конструкцию батарейного циклона с близкой пропускной способностью и числом элементов таким образом, чтобы скорость вотдельном элементе не выходила за пределы оптимальных значений.5.
По уточненной скорости потока в элементе определяют аэродинамическое сопротивление циклона ∆рzrw 2, Па.Dp =2Коэффициент гидравлического сопротивления ζ принимают по опытнымданным.6. Коэффициент очистки газа в элементе циклона η1 определяют по методике расчета индивидуального циклона, используя опытные значения d50 и lg σηпринятого типа элемента (табл. 7.17). Коэффициент очистки газа в батарейномциклоне при большом количестве элементов может быть ниже на 20 ... 25 %, чемв одиночном элементе, что обязательно следует учитывать при выборе средствочистки.140Характеристики циклонных элементовТаблица 7.17Пример 7.3.
Рассчитать степень очистки цементной пыли (см. пример 7.1) вциклонном пылеуловителе. Dm = 20 мкм, σ = 3, начальная запыленность 20 г/м3.Расход газа – носителя (воздуха с температурой t = 140°C) W = 10000 м3/ч.Расчеты характеристик осаждения пыли в индивидуальном циклоне выполняемв следующем порядке.1. Задаемся типом циклона. Принимаем к расчету возвратно – поточный циклон типа ЦН–11. Оптимальная скорость потока в циклоне w = 3,5 м/с.1.
Вычисляем диаметр циклонаD cl =10000= 1,005 м.3600 × 0,785 × 3,5 ×1Принимаем стандартный диаметр циклона D = 1000 мм.2. Подсчитываем скорость потока в циклоне с диаметром 1000 мм:w=2,78= 3,54 м/с.0,785 × 12 × 11413. Подбираем значения ζ500, К1, К2, К3 для циклона ЦН – 11, работающегона выхлоп в атмосферу, по таблицам 7.13...7.15 и определяем коэффициент гидравлического сопротивления циклона z = 1 × 0,92 × 250 + 0 = 230 .4.
Вычисляем плотность дымовых газов в рабочих условиях и потери давления в циклонеr=1,23 × 273= 0,813 , кг/м3,273 + 140230 × 0,813 × 3,542Dp == 1172 , Па.2Величина потерь давления достаточно высока, однако может быть обеспечена дымососами обычных марок, устанавливаемых в котельных.5. Из таблицы 7.12 находим значение D50 = 3,65 мкм для циклона ЦН – 11диаметром DT = 600 мкм при табличной плотности частиц 1930 кг/м3 и вязкостигаза – носителя 22,2·10–6 Па·с, а также величину lg ση = 0,352.Для пересчета значения D50 на проектируемые условия необходимо определить динамическую вязкость газа – носителя в рабочих условиях.Пересчет динамической вязкости на рабочую температуру произведемпо формуле273,15 + k æ T öm T = m0ç÷T + k è 273,15 ø23=273,15 + 122 æ 273 + 140 ö= 22,2 × 10- 6÷ç273 + 140 + 122 è 273,15 ø23= 12,49 × 10- 6 Вт (мК ),где k – эмпирическая константа, равная для азота 107, для кислорода 138, воздуха 122, водяното пара 673, водорода 138, диоксида углерода 255, оксида уг142лерода 102, метана 200, этана 300, пропана 320, бутана 340.Теперь можно пересчитать значение D50 :D5 = D50 rD r pr m w r=Dr rp m r w1000 1930 12,49 × 10- 6 3,5= 3,0 мкм.= 3,65600 2650 22,2 × 10- 6 3,54Определяем параметр осажденияx=( 3)lg 200,352 + lg 322= 1,39 .6.
Находим по таблице 6.3 значение интеграла вероятности Ф(х) = 0,9162 иприравниваем к нему величину коэффициента очистки η = 91,62 %.Такой результат позволяет использовать циклон только для предварительной очистки цементной пыли заданного состава. Несложно убедиться в низком качестве очистки, подсчитав валовой выброс загрязнителя в атмосферупосле циклона. При заданных условиях (запыленность 20 г/м3, количестводымовых газов 10000 м3/ч) суточный выброс золы после циклона составитМ = 0,02 × 10000(1 - 0,9162)24 = 402 кг.7.Попытаемся увеличить коэффициент очистки, выбрав циклон с более высоким сопротивлением. Чтобы суточный выброс цементной пыли непревосходил хотя бы 50 кг, коэффициент очистки должен быть не ниже99 %.
Вычислим требуемую для этого величину коэффициента сопротивления2æ 100 - 91,62 ö 3,54 1000z = 230ç= 16336 .÷è 100 - 99 ø 3,5 1000143Отечественной промышленностью такие циклоны серийно не выпускаются. Их сопротивление на порядок превысило бы возможности тягодутьевыхустановок. Следовательно, для заданных условий циклон неприемлем как индивидуальное средство очистки и может служить лишь в качестве первойступени перед аппаратами тонкой очистки.7.5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ЦИКЛОНОВВыбор типа и размера циклона производится на основании заданногорасхода газов, физико–механических свойств пыли, требуемого коэффициентаочистки, габаритов установки, эксплуатационной надежности и стоимостиочистки. Диаметр циклонов типа ЦН–11, ЦН–15, ЦН–15У, объединенных вгруппы с прямоугольной компоновкой, не должен превышать 1800 мм, а прикруговой компоновке 1000 мм.При обеспыливании газа объемом более 80000 – 100000 м3/ч и при высоких требованиях к очистке следует применять батарейные циклоны.
Батарейные циклоны имеют меньшие габариты, чем групповые, но требуют длясвоего изготовления большего расхода металла и стоимость их выше стоимости групповых циклонов.Наиболее характерными нарушениями нормальной работы циклонов являются истирание стенок циклонов абразивной пылью и залипание. С увеличением диаметров циклонов и понижением скорости газового потока на входеистирание стенок и залипание уменьшаются. Вследствие этого для улавливания абразивной пыли рекомендуется применять циклоны типа СК–ЦН–34,способные обеспечивать высокую степень очистки при сравнительно небольшой скорости пылегазового потока на входе.При невысоких требованиях к степени очистки, а также для очисткигазов от пылей со средним медианным диаметром > 20 мкм предпочтительнее использование циклонов типа ЦН–24.144ЦиклонытипаЦН–15Ухарактеризуютсянизкимитехнико–экономическими показателями, и их использование может быть оправданотолько в тех случаях, когда имеются строгие ограничения габаритов по высоте.Рекомендации по подводу и отводу газов:1.
Одиночные и групповые циклоны устанавливают как на всасывающих,так и на нагнетательных трактах системы газоходов.2. Для очистки газов от абразивной пыли, вызывающей износ крыльчатоквентиляторов, циклоны следует устанавливать перед вентиляторами.3. Давление газов, поступающих на очистку, и их температура могут бытьлюбыми при условии обеспечения необходимой прочности и герметичностиаппарата. Нормализованные циклоны рассчитаны на давление (или разряжение) 2500 Па и температуру до 400° С.4. Наличие запорных или дроссельных устройств внутри группового циклона, на коллекторах или выхлопных трубах не допускается во избежаниенарушения равенства гидравлических сопротивлений между циклоннымиэлементами.
Исследования показали, что при отсутствии равенства гидравлических сопротивлений могут иметь место перетоки газов из бункера в циклонс малым сопротивлением, что приводит к значительному снижению эффективности очистки.5. Присоединение подводящих и отводящих газоходов к циклонам следует выполнять преимущественно сварным, на бандажах, что обеспечиваетнадежность и герметичность соединения.6. Установка одиночных н групповых циклонов производится вертикально,так, чтобы пылевыпускное отверстие было обращено книзу.
В некоторых случаях допускается горизонтальное расположение одиночных циклонов. В этомслучае бункер должен иметь специальную конструкцию.В процессе эксплуатации циклонные установки следует подвергать систематическим осмотрам.Внутренние осмотры пылеулавливающей установки выполняют во вре145мя остановки основного технологического агрегата. В батарейных циклонахпри осмотре обращают внимание на степень изношенности элементов, наросты пыли на направляющих лопатках, герметичность затворов и питателей. Неменее двух раз в год, приурочивая к остановке основного агрегата, детальноосматривают аппараты (внутри н снаружи). При необходимости их очищаютот пыли, заменяют изношенные детали или устраняют сваркой обнаруженныенеплотности.При осмотре проверяют:· наличие посторонних предметов в коллекторах, циклонах и бункере(тряпок, кусков теплоизоляции, сварочных электродов и т.
д.), которые приобнаружении удаляют;· чистоту внутренних поверхностей коллекторов и аппаратов, наличие отложений пыли в конусах циклонов, на циклонных элементах и в пылевыводящем отверстии бункера, которые подлежат обязательному устранению;· надежность работы пылевого затвора (отсутствие заеданий, плотность прилегания трущихся и соприкасающихся поверхностей и т. п.) исредств для транспортировки пыли; герметичность сварных швов, люков ифланцевых соединений;· состояние теплоизоляции.Негерметичность пылевыгрузного устройства при наличии в бункередавления выше атмосферного ведет к выбросу пыли в окружающую среду, апри наличии в бункере разрежения вызывает резкое снижение коэффициентаочистки газов от пыли.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
