Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 47
Текст из файла (страница 47)
1. ТЕОРИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЫЛЕОСАДИТЕЛЪНЫХ КАМЕР В пылеосадительных камерах газовый поток замедляется до такой степени, чтобы частицы успели осесть. Теоретически большак осадительная камера была бы достаточна для удаления из газа даже очень маленьких частиц, однако принятые на практике размеры мвмеры ограничивают их примен~имостви в пих улавливаются только грубые частицы 1371. В горизонтальных камерах (рис. У-1) средняя скорость газового потока Г1 (м/с) должна быть такой, чтобы обеспечить ламинарное течение газов через камеру 1Г =. ОЛВгг') (Ч.1) гие 9 — интенсивность газового потока, мт/с; Н вЂ” высота камеры, м;  — ширина камеры.
15 †11 Рис. к'-Ъ. Четырсксскционная пылсуловительная камера с бункерами и гори- зонтальным потоком газа. Время пребывания ((, с) газа в камере зависит от длины камеры Е, м (.ВИ 'г' ( = ЦУ = () () (у.2) где Р— объем камеры. Если частица какого-либо материала размером с( опускается иа высоту й (м) за г (с), то отношение п(Н представляет собой долю частиц этих размеров, оседающих в камере. Если й)Н, то все частицы этих размеров и более крупные, будут уловлены а коллекторе.
Кривая отношения й/Н для частиц различных размеров называется кривой парциальной, или фракционной эффективности пылеосадитсльной камеры. Значение й можно определить, как произведение средней скорости оседания частиц и и времени пребывания ( а = им( (у.з) Если частицы настолько малы, что их конечная скорость ит достигается за промежуток времени, намного меньший времени пребы. вания, конечная скорость может быть приравнена к средней скорости и .
Если размеры частиц не позволяют сделать это допущение, то расстояние, пройденное частицами„должно быть рассчитано в две стадии. Вначале находят пройденное расстояние н время, не. обходимое для достижения частицей скорости, равной 99евз конеч. ной (уравнения (Ъ'.23) и (у'.24))„а затем рассчитывают расстоя. ние, пройденное за оставшуюся часть времени пребывания. Если за время пребывания газового потока в камере конечная скорость не достигается, необходимо использовать уравнение (1у'.21,а) в интегральной форме с пределами интегрирования от 0 до й Для частиц размером менее 76 мкм удовлетворительное при.
ближенное значение конечной скорости оседания можно получить на основе закона Стокса. Для более крупных частиц необходимо применять общее уравнение (У.)6) с соответствующим коэффициентом лобового сопротивления Со, рассчитанным по уравнениям (1Ъ'.7) — (1Ъ'.11). Скорости оседания единичных сферических ча ТАБЛИЦА )7-1 Скорости оседания сферических частиц плотностью 1000 кг)ма в воэдрхе (температура 20'С, данленне 100 нПа) скорость оседания, и/с расчет по аакоит Съмса Скорость оседания, м/с Диаметр частиц, мкм диаметР частии, мкм расчет по ааконт Стокса аксперимеит 8,71 !О т 227 10 а 6,85 !О а 3,49 10 ь 1,19 !О а 5,00 10 а 3,06.
Ю а 1,2.10 а 5,0 !О- 2,5 1О ' 4.83 30,50 8,7 10-т 2,3 10 а 6,8!О а 3,5 1О ь 1,10.10-а 5,00 10 а 3.06 10-т 1,2 10 а 4,8 10-а 2,46 1О-т 1,57 3,82 !О 20 40 1ОО 400 1000=1 мм 0,1 0.2 0,4 1,0 2 15' стнц, как экспериментальные, так и рассчитанные на основе закона Стокса, приведены в табл. Ч-1. В тех случаях, когда закон Стокса применим для расчета конечной скорости, он дает удовлетворительное приближенное значение средней скорости витания; размер частиц, которые будут полностью удаляться в камере, может быть найден из уравнения -4/ 18И()Р .4/ Щ Р (Рч — Р) 05 1' (Рч — Р) Ф~. Это простое выражение должно применяться только для оценки эффективности пылеулавливающей камеры, поскольку почти всегда важную роль играют усложняющие факторы, связанные со скоростями осаждения, которые выходят за пределы области, описываемой законом Стокса.
Другими факторами, которые необходимо учитывать, являются эффекты захвата частиц при их высокой концентрации в газовом потоке (см. главу 1Ч, с. 199). Все эти факторы приводят к уменьшению эффективности пылеулавливания. Другим главным фактором, который нужно учитывать при расчете и выборе размеров пылеосадительной камеры, является скорость газового потока.
Она должна быть ниже скорости увеличения или «подхвата» осевшей пыли. Как правило 14931, считают, что для большинства материалов следует сохранять скорость потока менее 3 м)с. Однако некоторые материалы (например, крахмал или сажа) подхватываются потоком при меньших скоростях, тогда как для тяжелых частиц, образующих агломераты в виде крупных комков, допустимы гораздо более высокие скорости (табл.
Ч-2). В связи с этим, а также учитывая проблему достижения равномерного газовою потока через камеру, реальная эффективность камеры не совпадает с эффективностью, найденной на основе простых уравнений, приведенных выше. Для улучшения эффективности пылеосаднтельной камеры при горизонтальном газовом потоке можно уменьшить высоту, с которой частица опускается до дна. Этот метод применен в осадитель- ТАБЛИЦА 17-2 Средние значения скорости оседания различных материалов [531 среднее размер частяц. Платяасть. !Оз кг1мз' Средняя ска- расть. м1с Матераал 2,27 2,20 3,02 8,2о6 2,78 1,27 6,85 1,!8 ной камере Говарда (рис.
17-2), в которой были смонтированы ряды горизонтальных плоскостей (цолок). 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.
Если камера высотой Н содержит Аг полок, то высота каждой секции равна примерно Н!'(А!+1), и классификационная эффективность равна й(И+1)/Н. Вертикальные пылеосадительные камеры являются по существу декантационными устройствами, в которых улавливаются частицы со скоростью оседания выше скорости газового потока. Установки такого типа применяются для улавливания крупной пы- .т яи еестяу Рис. 'е'-2. Многополочная пылеосадитсльная камера Говарда (4931. Алгомиииевые опилки Асбест Обжиговая пыль (цветная металлургия) Оксид свинца Известняк Крахмал Зернеиая сталь Древесная стружка Древесные опилки 335 261 117 !4,7 71 64 96 1370 1400 4,3 5,2 5.7 7,6 6,4 1,8 4,6 3,9 6,8 Грит уоо ао гсь % бо 40 ~~ го О го оа ОО ВО гра дааиет/7 частиц, агнм д Рис.
47-3. Вертикальные пылеосадительиые камеры для улавливания грнта: л — просюй аонт дл» улавливания грига 17641; б — одиоступенчвтый ваграночиый уловитель 17641; в — уловитель дефлекторного типа 16671; е — фракционная аффективиость улови" тела, покаваиного иа рис. и 16671г 1 — вагранка; У вЂ” огнеупорная облицовке; 8, 6 †дымоход 4 — отрахсательиые конусы; 4 — отклоняюща» плита; 7 — пылеотводная труба; 6 — пы- лесборинк; а — пылеуловнтель; 16 — перепускиой клапан. лн (грита) в небольших вагранках н мелких котельных. В их простейшей форме, например, в случае общего зонта для нескольких вагранок (рис. Ч-З,а), пыль движется к кучам, осевшим по бокам осаднтеля; часть ее падает назад в вагранку.
Зонт очищается вручную во время остановки цеха. Более сложными являются установки дефлекторного типа (отражатели), в которых пыль собирается в кольцевом коллекторе, окружающем дымовую трубу (рис. Ъ'-3, б и в). В установке, показанной иа рис.
Ъ'-З,б, диаметр уловителя в 2,5 раза больше диаметра газовой трубы, поэтому скорость в уловитсле равна всего !/(2,5)Я, т. е. 1/6,25 скорости в трубе; крупные частицы размером 200 — 400 мкм, которые уносятся потоком через трубу при скорости 1,5 — 2,0 м/с, будут задержаны в устройстве такого типа. Иге тпеитеду ИбелтллитаяГ Рис. т/лк Осадительная камера цеха агломерации 12361: и — иял ебокт; б — иил еиеркт. 2, ПРИМЕНЕНИЕ ПРОСТЫХ ПЫЛЕОСАДИТЕЛЫ)ЫХ КАМЕР Применение простых пылеосадительных камер для улавливания крупных частиц пыли имеет ряд преимуществ и недостатков.
К преимуществам относятся: простота конструкции; низкая стоимость установки и незначительные эксплуатационные расходы; минимальный перепад давления и широкий интервал рабочих температур и давлений, ограниченный только вцдом конструкционного материала„ складирование уловленного материала в сухом виде и возможность улавливания абразивных материалов. Основным недостатком осадительных камер с горизонтальным потоком являются слишком крупные габариты. Одна из типичных установок цеха агломерации 11361 обрабатывает 2,3.10' м'/ч газа (при комнатной температуре). При концентрации пыли на входе 1 г/м' это соответствует 2300 кг/ч твердых частиц. В оеаднтельной камере (рнс.
'т/-4) зта масса уменьшается до 850 кг/ч, или 0,37 г/и'. При очистке таких больших объемов газа низкий перепад давления в установке и малые энергозатраты являются важным экономическим преимуществом. Дженнингс 13991 рассчитал кривые фракционной эффективности для двух наиболее важных компонентов, содержащихся в отходящем потоке агломерацнонной машины,— кварца (плотность 2600 кг/м') и оксида железа (плотность 4500 кг/м'). Высота н шн.
рина камеры этой машины равны 3 м, а длина — 6 м. Кривые (рис. У-5) показывают, что все частицы плотностью 4500 кг/м' н г размерами более 80 мкм должны задерживаться в камере, тогда еп как легкие частицы размерамн 100 мкм будут уловлены только на 70%. Яр Рис. Ч-3. Фракционная зффективность /предположительная) очистки газа це- 4/ 2О //О ад ба /Рб/ хов обжига 13991: Ят/П/тбу/фт калят//ц и//ГЛГ / — плпг//пеги пыли та/Х/ кг/и'; à — плпгипп е пыли 4БСО кг/мх 230 Гав Рпс. Ч-6. Инерционные пылеуловители с ускорением частиц пои направлении к пылесбориику: а — простой ннерцнонный пылеуловнтель 171; б — пылеуловнтель с круглой ловушкой 1?17 а — пылеуловнтель с папаней гана сверху 1заа1; а — ннерцнонный оылеулавнтель с ваглуб. ленным бункером. Эффективность вертикальных осадителей не очень высока.
Для типичного барабанного котла эффективность обеспыливания с помощью дефлектора (см. Рис. Ч-З,в) составляла 75?)ю Для небольших производств это может оказаться достаточным. 3. ИНЕРЦИОННЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ Эффективность обеспыливания в простой пылеосадительной камере может быть увеличена, а габариты ее уменьшены, если частицам будет придан дополнительный момент движения вниз в добавление к эффекту гравитационного осаждения. Существует большое число конструкционных разработок, основанных на этом принципе, начиная с установки в камере простых отражательных щитов до специальных форсунок, ускоряющих процесс осаждения. Простые инерционные пылеуловители (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
