Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Гораздо более эффективными являются пылеуловители с жащозийными вытяжными отверстиями. Запыленный газ поступает в широкую часть усеченного конуса (рис. тт-14), имеющего почти по всей поверхности желюзевидный щели. Газовый поток изменяет свое направление, чтобы пройти через конус, тогда как пыль проходит прямо до конца конуса вместе с некоторой частью газового потока, откуда она выбрасывается во вторичный коллектор. Разработчики этого оборудования заявляют, что условия потока около жалюзей способствуют тому, чтобы пыль оставалась в центральном конусе, Такой тип пылеуловительного оборудования может очень гау глу Слвтийвющий Рис. ь'-12.
Коллектор Петерсона типа «сжатая пружина» для улавливания ту- манов 16371! а — стсма устрааства; б — деталь пружины; в — пружина в сборе; ! — пружвиы диаметрам !ае мм; 2 — разделитель; 3 — нрефиль пружины. Газ Рцс. У-14. Пылеотдслигель с жалюзийнымн вытяжными целями [401): ! — втори юье! коллектор; у — конус! 3 — «торисиый иеитилитор. широко применяться для улавливания золы в небольших бойлерных с переменной нагрузкой, поскольку в этих условиях эффективность пылеуловителей остается практически постоянной [330). Для больших потоков газов можно установить параллельно несколько подобных пылеуловителей (рис. Ч-[б,а).
Здесь за жалю- ХОО 3' 00 В 00 70 60 Ъ 50 оь Чк гп Р /О 20 ЯО ЧР 50 00 //р отпел/яу Размер оиппиц,г/ну/ и я Рис. У-15. Конический пылеуловитель для электростанций:  — саема коиитеекаго жалюакйиого отделители пыли плотиостью 1 г/сма с последуююди ииерциоииым пылсулоаителс» и циклопам 1ЗЗС1; б — фракциоииаи зффектиаиость !ЗЗПИ с — сборимк мелкой выли; г — сборник грубой пыли; а — при максимальиой загрузке. кокуа !З; б пРи иоРмальиоа загРУаке, «оиУс !2; в — пРи загРУзке Зптт от ноРмы, коиУс У. 238 Рис.
У-13. Жзлюзийиый пылеуловитель с отводом 107е основного газового потока [803). га5 Упз » е 0 "в е 7 В В мм 5 ф го 1 РЛЫ а 70 ВОУО 905ОВО 7000 ВО!ОРОООВОВиетэа размер оагугулс мнн В Рис. Ч-!6. Пылеуловители с низким сопротивлением: о — с нспольаоваянем гравнтапнещого осаждеявя пыля )391И б — с нспольэованяем цикланов для удалення пыля; в — фракцнолная эффективность этик пылеуловнтелей )ззн: 1 копвсргнрующнй канал; 2 — выходная камера; 3 — о'кпцающая стенка; э — пылеогбойннкг  — буннер. зийным пылеотборником последовательно размещают отбойную камеру и циклон.
Фракционная эффективность этой установки приведена на рис. У-!5,6. Из рисунка следует, что ее эффективность примерно равна эффективности циклона с большой пропускной способностью, но перепад давления составляет 250 †3 Па, т. е. ниже, чем у циклона. Примеры других пылеуловителей с жалюзийными вытяжными щелями представлены на рис. У-!6,а и Ч-16,6. Сопротивление в этих пылеуловителях ниже, так же как и эффективность, что можно видеть из кривых фракционной эффективности !рис.
Ч-16,в). Эти установки широко применяются для улавливания грита в бойлерах кебольшой мощности. ГЛАВА Ъ'! ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ Пылеуловительные систсмы, в которых твердые частицы удаляются из закручснного газового потока под действием центробежных сил, называются циклонами. Вероятно, это наиболее распространенный в промышленности тип обеспыливающего оборудования. Оии просты по конструкции н обычно нс имеют движущихся частей.
Поскольку они могут изготовляться из разнообразных материалов, в частности из огнеупорных и коррозионностойких, то не сущсствует температурных ограничений для их применения, и эксплуатационныс расходы могут быть сведены к минимуму. Цснтробсжная сила, действующая на частицы во вращающемся газовом потоке, намного больше, чем гравитационная, поэтому циклоны являются эффективными для удаления частиц гораздо меньших размсров, чем в случае пылеосадительных камер, и при одинаковых объемах газов размеры циклонов значительно меньше.
С другой стороны, перепад давления в циклонах болыие, а рас« ход энергии гораздо выше. Циклоны отличаются от инерционных уловителей, описанных в главе Ъ', тем, что в циклоне осушествляется многовитковое вращснис потока. Пылеосадительные камеры и инерциоиныс пылеуловители используются (за исключением редких случаев) для удаления крупной пыли — размером более 76 мкм, в то врсмя как промышлспные циклоны эффективны для улавливания частиц до 1О мкм (при плотности, равной 1 г/смз) и могут применяться для улавливания ещс более мелких частиц при внесении некоторых конструкционных изменений.
Если газовый поток содержит значительнос количество крупнозсрнистых частиц, особсино очень твердых, стенки циклона могут пострадать от эрозии, поэтому перед циклоном желательно установить пылеосадитсльную камеру или инерционный пылеуловитель. Вращательное движение придается газовому потоку различными способами; в соответствии с этим классифицируют и циклоны. Газы могут проходить через криволинейные направляющие лопатки в газоходс; такие устройства называются прямоточными циклонами !5151, или вихрсвыми воздухоочистителями (1971; в другом случас вращение создается специальными вентиляторами. В наиболсе распространенных протнвоточных циклонах газы поступают 240 по касательной в верхнюю цилиндрическую секцию, в центре которой расположена выхлопная труба, причем вход в выхлопную трубу находится ниже входа запыленного газа. Нижняя, коническая секция циклона соединена с пылесборником.
Газы опускаются по спирали к вершине конуса и затем поднимаются через выходное отверстие. При сочетании прямоточного и противоточного циклонов запыленные газы поступают по оси как в прямоточном циклоне, в то время как дополнительный поток воздуха подается через сопла по касательной к стенкам, создавая такой же тип движения газового потока, как в противоточном циклоне; эффективность работы при этом повышается [445, 446, 599, 7311.
Поскольку поток газа похож на вихрь, такой тип циклонов в Англии называют «торнадо», а в Германии, где он был разработан,— обеспыливателем с вращающимся потоком (РгеЬз(гбшнпдзеп1ацЬег). Ниже обсуждается теория разделения частиц во вращающемся потоке и применение этой теории при конструировании различных циклонов; описаны промышленные типы и, по мере возможности, для них даны экспериментальные значения коэффициентов фракционной эффективности, а также детально обсуждаются методы расчета эффективности циклонов и перепада давления.
1. РАЗДЕЛЕНИЕ ЧАСТИЦ ВО ВРА!ЦАЮ!ЦЕМСЯ ПОТОКЕ Простейшая система в циклонах представляет собой движение частицы в спиральном газовом потоке. Если газовый поток, содержащий частицу, движется по окружности (рис. тг1-1) и предполагается, что тангеициальная скорость частицы равна скорости потока, то центробежная сила, действующая на частицу Р', т.
е. сила, перпендикулярная к касательной к дуге, рассчитывается по урав- нению и а Р = гав Я (Ч!. 1) 241 16 — 114ч где т — масса частицы; и,— таигеициалвиая составляющая скорости газового потока; Я вЂ” радиус окружности. Если газ движется по спирали вдоль стенок цилиндра (системз, обычно наблюдаемая в прямоточном циклоне), частицы будут двигаться наружу, так как они увлекаются вдоль оси газовым потоком и их движение будет представлять собой расширяющуюся пространственную спираль.
Скорость частицы в этом случае может быть разложена иа три компонента: тангенциальная скорость ио направленная по касательной к спирали и перпендикулярная оси; скорость радиального дрейфа ии, перпендикулярная тангенциальной компоненте и оси; и осевая скорость сги, направленная по оси газовой спирали, Центробежная сила часто выражается через коэффициент и, указывающий, во сколько раз она превышает силу Рис.
т'1.1. Разложение скорости изстицм в свирельном гизовом потоке. тяжестн лтд. Этот коэффициент можно определить путем деления гравнтацнонпой силы (уравненне (Ч1.1)1 на лтд: ит л=— ке вссдай ег А скоросяте Теория безвихревого двизсения Если предположить, что к системс может быть применена теория беэвнхревого двнження (58, 197, 207, 255, 822, 8771, то та~нгенциальная скорость нт н ра~диус связаны уравнением диалькстй и щи 5 (У(.З) Чакмициаоькая ьс дрсаут Скооосото где 5 — константа; л=1. Однако, слсдует отметить, что экспериментальные значения показателя степени п для газовых циклонов составляют 0,5 — 0,7, а не равны единице.
Последующнй аналнз был дополнен 18221 экспернментальнымн значениями показателя степени. Бслн а даонос время 1 положеннс частицы в полярных координатах задано как (г(, В), то компонента радиального смещения может быть записана как ( т'1. 4) ия = ак'/а( а тангенцнальная компонента скорости как и, = 1т (аа/а(1 прн условии, что скорость частицы равна скорости газового потока. Тогда радиальное ускорение равно (т'1,6) а тангенцнальное ускорение запишется в виде аи, аза аа ай — = й' — -(-2 — — „ аг а(з а( ' а( Умножая ускорение частицы на ее массу, получим силу, действующую на частицу (второй закон Ньютона); этим силам протнводействует сопротивление, которое газ оказывает любому от- 242 Уравнение (Ч1.14) упрощается и принимает вид т Д В ~га ~)=0 При этом (Ч1.16) йВ т' — .= соиз! дт Умножая обе части уравнения (Ч1.5) на тг, получаем йВ )тз — = и /7 = и зй дт — т — т Подстановка значений и з и т(з приводит к тому, что константа в уравнении (Ч1.17) становится равной единице.
Подстановка выражения (Ч1.17) в уравнение (Ч1.13) дает дзг 1 дт 1 т(та Т йт та , + — — — — =о (Ч!.19) (Ч!.П) (Ч!.18) Уравнение (Ч1 19) представляет собой нелинейное дифференциальное уравнение, которое не может быть решено непосредственно, а лишь с помощью дифференциального анализатора [8771. Если пренебречь дифференциалом второго порядка, уравнение (Ч1.19) примет аид т(тЯт Т/та что гари интегрировании дает 1 тз-тт= 4т (г1-т() (ЧП 20) (ЧП21) 1,78 10 ь 1,23 11,1 25,4 2.3 0,127 2,7 3 Б 10 Подставляя первоначальные значения, получаем, что время, необходимое для того, чтобы сферическая частица сместилась на расстояние от радиуса В до радиуса /(т, равно = — ( ) ~ — „,! ) )1 — ~й )) (Ч!.22) Это уравнение было использовано для решения такой же задачи, для которой применяли численное решение уравнения (Ч1.19) Результаты расчстов разделения сферических частиц в спиральном газовом потоке 11971 приведено ниже: Абсолютная вязкость воздуха, Па.с Плот|юсть, кг/м' .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
