Старк С.Б. - Пылеулавливание и очистка газов в металлургии (1044945), страница 6
Текст из файла (страница 6)
зз Для равномерного распределения газа по элементам подвод к распределительной камере следует осуществлять с помощью диффузора с углом раскрытия не более 15', с шириной входа, равной ширине камеры. Высота распределительной камеры определяется из условия, что скорость газов в живом течении первого по ходу газов ряда труб ие должна превышать 10 — 14 м/с. Расчет батарейных циклонов в принципе аналогичен расчету группы обычных циклонов. Сначала в зависимости от запыленности и свойств пыли выбирают диаметр циклонного элемента Р.
При большой начальной запыленности и слипающейся пыли принимают элементы больших диаметров. Условную скорость (м!с) газа в циклоне определяют из уравнения: (4-18) Ар=я — "рг, или шч= ь 2 $Рг где $ — коэффициент сопротивления; р, — плотность газа при рабочих условиях.
Для винтовых завихрителей ч = 85; для розеточных при а, равных 30 и 25', $ равно 65 и 90 соответственно. Для батарейных циклонов при $, равном'85 — 90 и 65, опти- мальные значения нг„составляют 3,85 и 4,5 м!с соответственно. Величина условной скорости газа при рабочих условиях не должна отклоняться от оптимальной более чем на !5О4. По условной скорости определяют расход газа через один циклон- ный элемент: ггГг~ )г~ —— ш — мыс, 1 ч Необходимое число циклонных элементов и =- ~',г"г'ы (4-20) где )г„— очищаемый объем газа при рабочих условиях, мыс.
Эффективность батарейных циклонов находят с помощью кривой парциальных коэффициентов очистки (см. рис. 2) по заданному дисперсному составу пыли, используя формулу (1-5). Пересчет эталонного значения 11, от параметров, соответствующих кривой парциальных коэффициентов очистки, на рабочие условия эксплуатации циклона выполняют по кривым (рис. 16). Наиболее частыми причинами нарушения нормальной работы батарейных циклонов являются: засорение завихривающнх устройств отдельных циклонных элементов, а также прохождение газов мимо цнклонных элементов вследствие износа выхлопных труб или нарушения герметичности опорных решеток. И та, и другая причины вызывают изменение сопротивления циклона, за которым в процессе эксплуатации нужно тщательно следить.
Эффективность батарейных циклонов в условиях промышленной эксплуатации обычно та же, что и у одиночных циклонов. Преимущество батарейных циклонов перед обычным состоит в том, что: зз а) батарейные циклоны могут быть рассчитаны на большой расход газов, который слишком велик для установки группы одиночных циклонов; б) при одном и том же расходе газа батарейный циклон значительно компактнее группы одиночных циклонов. По сравнению с одиночными батарейные циклоны имеют следующие недостатки: ти зго ХР РР 7Р РР РР УРР позруэициент онигтни эаэоР от пыли Р батарейные цинлоназ раэныл раэмероР при района» уелобйяй, о)о Рис 15 Графики для пересчета зффективности очистки батарейного циклона иа рабочие условия Р в  — розеточный и винтовой завихрители, 40, 00, 100, 150, 250 ммв диаметры циклонного заел~сита, 25 и 30' — углы наклона завихрителя а) повышенную металлоемкость, составляющую 200 — 500 к1 металла на очистку !000 мз/ч газа, т.
е. примерно вдвое больше, чем у одиночных циклонов; б) меньшую надежность в эксплуатации из-за возможностр неравномерного распределения газа между циклонными элемен тами и подсоса воздуха через общий бункер; в) засорение завихривающего устройства при начальной за пыленности газа более 100 г!мз. с,б 5 — !О !Π— 20 20 — 40 >40 10 8 8 28 46 г(, мкм Доля, % (по массе) Р е ш е н и е ! Плотность газа при рабочих условиях 273 (Рбар Ргг) 273 (!01,3 8) (273 + 7) рвар (273 + 120) 101 3 2 Расход газа при рабочих условиях 1 оРо !20 10о 1,31 3600рг 3600 0 84 3 Исходя из возможности засорения, выбираем циклонный элемент П = = 250 мм с розеткой ах = 30', расход газа через который при оптимальной скорости цц = — 4,5 и/с равен пПо Уз = ец — -— — 4,5 0,785 0,25а 0,22 мо(с 1= ц 4 4 Необходимое число циклонны» элементов 1'г 52 и= —" = — =236 Уа 022 5 По условиям компоновки максимальное число элементов в группе не должно превышать 96, желательно четное число групп Из этих соображений примем компоновку из четырех групп по 64 элемента каждая, с расположением по восемь элементов в каждом ряду При такой компоновке скорость газа в цик.
лонном элементе, м!с Уг 52 0,785Пол 0,785 0,25о 4 64 т е не выходит из рекомендуемых пределов 6 Гидравлическое сопротивление батарейного циклона ~ц 4,!5о бл=в — цРг — 65 084=470 Па 2 " 2 7 Эффективность работы батарейного циклона при эталонных условиях подсчитываем по выражению т),Ф, 30 10+ 72 5 8-( 85 8+ 95 28+97 46 ') !00— -Х ''- !00 86 8оо где о)г — фракционные коэффициенты очистки, определяемые по кривой пар циальиых коэффициентов для частиц среднего размера каждой фрак ции (см рис 2), Ф, — процентное содержание каждой фракции 8 Эффективность работы батарейного циклона при рабочих условиях иай дем по номограмме рис !6 т) = 87огй Пример 2 Выбрать батарейный циклон для очистки газов агломерационной машины, определить его гидравлическое сопротивление и эффективность прн следуюших исходных данных расход газа при нормальных условиях Уо =- .= 120 т мо(ч, плопюсть газа р, = — 1,3! кг(мо, температура газа Т =- !20' С, барометрическое давление рв,р =- !01 3 кПа, разрежение в пиклоне рц = 8 кПа, начальная концентрация пыли агате Лг = 8 гlмо, плотность пыли р„= 4000 кг(мт Дисперсный состав пыли следуюшии Глава 5 ОЧИСТКА ГАЗОВ ФИЛЬТРАЦИЕЙ $14.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ ФИЛЬТРАЦИИ В основе работы пористых фильтров всех видов лежит фильтрация запыленного газа через пористую перегородку, в процессе которой частицы пыли, взвешенные в газе, задерживаются перегородкой, а газ беспрепятственно проходит сквозь нее, Пористые фильтры могут весьма полно и эффективно задерживать частицы пыли любых размеров и, как правило, отличаются высокой эффективностью. В зависимости от вида, структуры и условий работы пористой перегородки уловленные частицы пыли либо осаждаются на стенках поровых каналов, накапливаясь во всем объеме, занимаемом пористой перегородкой, либо образуют на лобовой поверхности перегородки пылевой слой, являющийся высокоэффективной фильтрующей средой.
В обоих случаях скорость процесса фильтрации определяется перепадом давления на пористой перегородке, создаваемым вентилятором или другим побудителем тяги. По мере накопления уловленных частиц сопротивление движению газа непрерывно возрастает, в связи с чем при сохранении постоянного перепада давления на пористой перегородке скорость фильтрации непрерывно уменьшается. Наоборот, для поддержания постоянной скорости фильтрации необходимо непрерывно увеличивать перепад давления на пористой перегородке. В обоих случаях при достижении некоторого предельного сопротивления перегородку приходится подвергать регенерации, т. е. освобождению от уловленной пыли. Применяемые пористые перегородки по своей структуре и свойствам весьма разнообразны. Они могут представлять собой зернистые слои, металлические сетки, керамику н металлокерамику, волокнистые материалы, бумагу, ткани.
Размеры поровых каналов в фильтрующей перегородке обычно во много раз превышают размеры улавливаемых частиц пыли, поэтому фильтрацию нельзя рассматривать как процесс просеивания через какое-то сито. Улавливание частиц, проникающих вглубь, происходит за счет осаждения их на стенках каналов, образованных твердыми элементами пористой перегородки, где они удерживаются силами адгезин. Процесс фильтрации можно условно разделить на две стадии.
На первой начальной стадии (стационарная фильтрация) осажденные частицы накапливаются внутри пористой перегородки в незначительном количестве, что практически не меняет ее структуры. На второй стадии процесса (нестационарная фильтрация) вследствие большого количества осажденных частиц пористая перегородка претерпевает непрерывные структурные изменения. за В соответствии с этим все время изменяется гидравлическое сопротивление и эффективность работы фильтра, что крайне осложняет течение процесса фильтрации и связанные с этим расчеты. В условиях эксплуатации болынинства промышленных фильтров определяющее значение имеет именно нестационарная фильтрация.
Е 15. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРИСТОЙ ПЕРЕГОРОДКИ Основным свойством пористой перегородки является пористость е, представляющая собой отношение пустого пространства (объема пор) между твердыми непроницаемыми элементами пористой среды к общему объему, занятому пористой средой. Величину объема твердых элементов фильтрующей перегородки, заключенную в единице объема пористои среды, называют плотностью упаковки а. Пористость фильтрующей среды или плотность упаковки при отсутствии закрытых пор внутри фильтрующих элементов можно определить из выражения е=- — Р' Рф =1 — а, (5-1) Рз где р, — плотность материала элементов фильтрующей среды, рф — кажущаяся плотность фильтрующей среды.
Относительное живое сечение всех поровых каналов, по которым движется аэрозоль, численно равна пористости фильтрующей перегородки е. Общая поверхность всех поровых каналов равна суммарной поверхности фильтрующих элементов Я в единице объема фильтрующего слоя. Поэтому эквивалентный диаметр порового канала может быть определен из выражения Ы, = 4еЮ. Поверхность твердых элементов в единице объема пористой среды может быть подсчитана следующим образом: 1 — е Я =и5,= Яп где $', и Я, — средний объем н поверхность одного элемента. Тогда эквивалентный диаметр поровых каналов будет равен: ~(э (5-4) Для фильтрующей среды, состоящей из частиц сферической формы, эквивалентный диаметр поровых каналов может быть определен аналитически, так как 1', = — пг('16, а 5, = пг(е и, следовательно, (5-5) зт Полученное выражение (5-5) показывает, что эффективный диаметр пор уменьшается с уменьшением размеров твердых частиц (при е =:: сопз().
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
