Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 72
Текст из файла (страница 72)
В установках со стекловолокном используют более низкие соотношения расхода воздуха к площади фильтра (5,1 — 9,2 мм/с); в крупной, разработанной недавно установке [7101 рекомендуют не превышать величину 12,5 мм/с. Для материалов, состоящих из более крупных частиц, могут применяться соотношения до 30 мм/с, в то время как для крупных частиц, легко поддающихся улавливанию на обычной фильтровальной установке (например, пыль от станков для шлифования древесины), можно принять соотношение 50 мм/с.
Установлено, что для установок с реверсированием струи н непродолжительным интервалом между продувками более приемлемы повышенные скорости прохождения газов. Так, для газов, содержащих мелкие частицы, принята скорость 30 — 35 мм/с, для мелких пылевидных частиц — 45 — 90 мм/с, для крупных пылевидных частиц — до 110 мм/с. Хотя такие установки более сложны по конструкции, чем обычные установки с мешочными фильтрами, использование высоких скоростей среды позволило сократить требуемую фильтрующую поверхность. Таким образом, применение фильтров данного типа в промышленном масштабе теперь представляется возможным [340/. Периодическое удаление пылевых отлоясений После встряхивания или продувки ткани обратной струей воз.
духа некоторое количество уловленной пыли остается в фильтре. Через определенное время количество задержанной пыли становится примерно постоянным; зто содержание пыли в ткани называют уравновешенным. Подобный показатель зависит от типа фильтрующего материала, размеров пылевидных частиц, а также от продолжительности циклов работы системы и ее типа. Если в фильтре, состоящем из одного отсека, поддерживается постоянная скорость прохождения газов, перепад давления возрастает с увеличением толщины пылевых наслоений. С помощью вентилятора может поддерживаться постоянный перепад давления на пылевых отложениях, однако при увеличении толщины отложения повышают и скорость газов. Экспериментально установлено, что при постоянной скорости движения газов перепад давления Ьрсл [в кПа), представляет собой линейную функцию общего содержания пыли в ткани х, в г/м' ткани: ('и'111.
1) арсе = и + Ьх где и, Ь вЂ” зипирииеские постоянные; х превышает х„равновесное содержание пыли. Когда скорость газов ио изменяется, предполагают, что перепад давления сар превышает определенный ограниченный диапазоне ар = иаа (Ч111.2) Количество пыли, уловленной при фильтровании У м' газов иа 1 м' фильтрующей ткани, является функцией концентрации пыли с (в г/и').
Таким образом на основе уравнения (Н1П.1) имеем а рог = а + Ь (Хе + СЧ) (Ч111. 3) Комбинируя уравнения (НШ.2) и (НШ.З) и отмечая, что поверхностная скорость при постоянном перепаде давления является функцией общего расхода газов У(г(У/с(1), получаем следующее выражение для поверхностной скорости ио (в мм/с) дУ ар ар ат арсе а+ Ь(хе+ су) (Ч111.4) Интегрирование уравнения (НП!.4) для постоянного перепада давления дает соотношение между временем и общим расходом 1 = — (а+ Ьх, +Ьс)'/2) (Ч111.5) — ар ГЛБЛИ)(А ИП-4 Пгновенная и средняя скорость фильтрования для тияиеноб установки ркниоеных фильтров, работающих нри постоянном перепаде давления Поверхностная ско- роегь, ммгс Поиеркиестная око.
рость, ммгс н ахор время, мим Несбхори- мое время, мин Прммаорителммсть. ма;ма ткв. ии Пр аорительиость. магер тка- ни „,„„„,„1 стер~ иая ~ по истече. вия Г стерняя по истека- нии Г мгновеи- яак 34 28 26 18 23 18 16 11 64 43 32 26 11 15 18 30 5,2 8,9 11,8 27,5 0 1 2,4 4,1 64 51 43 ' Это относится к диапазону ламикирпого потока. 361 На фактическом примере (ЗОЗ) было установлено, что равновесное содержание пыли в ткани составило 178 г/м', поэтому соотношение для постоянной скорости имело следующий вид ЬРсв = 0,487х — 100 (Ч111.6) Значения мгновенных и средних поверхностных скоростей газа были рассчитаны для фильтра с запыленностью газов 4,5 г/м' и постоянным перепадом давления 0,25 кПа (табл.
НП1-4). Расчет показывает, что, если для фильтрования используется войлок с высокой начальной эффективностью фильтрования, ча- етые циклы удаления отложений приводят к повышению скорости газов и эффективность фильтрования возрастает. Если приняты 27,5 мин интервалы между вытряхиваниями, средняя скорость равна !8 мм/с, однако она может быть увеличена до 30 мм/с при интервале 8 мин и даже до 55 мм/с при интервале 2,5 мин.
В связи с этим фильтры с реверсированнем струи газов и частыми циклами очистки способны работать прн более высоких скоростях движения газов. Короткие циклы фильтрования, перемежающиеся непродолжительными периодами вытряхивания, могут также успешно применяться для обычных фильтров. Эксперименты показали, что 85е/в пылевых отложений в ткани удаляются в течение первых 5 с вытряхивания, в то время как в течение последующих 30с удаляется еще 3'$~ пыли, а в течение 2 мин вытряхивания еше !7р пыли [8111.
Экспериментально было также показано, что количество удаляемой пыли колеблется в зависимости от ее нахождения в фильтровальном рукане. Бблыпая доля (95%) пыли удаляется на участке, прилегающем к ~верхней части рукава, тогда как на участке от середины до низа рукава около 80%. Это приводит к неравномерной скорости фильтрования и повышенному износу отдельных участков фильтровального рукава, особенно его верхней части.
Для сокращения площади фильтруюшей поверхности и увеличения срока службы ткани предпочитают сочетать непродолжительные циклы фильтрования с короткими периодами встряхивания. Однако, если непосредственно после встряхивания эффективность фильтрации не высока и для достижения эффективного пылеулавлнвания необходимо отложение определенного количества пыли, то большой начальный расход газов имеет преимушества, так как способствует быстрому формированию отложений. За этим следует продолжительный период эффективной очистки, затем расход снижается до экономически невыгодного малого расхода. Данный метод работы часто используют применительно к высокотемпературным режимам эксплуатации фильтров со стекловолокном, когда они работают с низкой скоростью фильтрования и с продолжительными рабочими циклами.
Перепад давления в среде Для комплексного проектирования фильтруюшей установки, включая выбор наилучшего вентилятора, необходимо знать перепад давления в фильтрующейся среде. Иногда это можно узнать из результатов экспериментов на аналогичных установках или даже на основе простых испытаний на куске фильтруюшего мате. риала. В тех случаях, когда невозможно установить перепад давления или когда необходимо экстраполировать полученные результаты на более высокие температуры, необходимо использовать теоретические нли полуэмлирическпе иетоды расчета.
362 Существуют два подхода,к методам расчета: 1) перепад данления обусловлен трепнем газов, проходящих по каналам в фильтре; 2) перепад давления обусловлен сопротивлением при трении волокон, расположенных в потоке газов. Канальная модель более подходит для расчета плотных фильтруюших слоев, в то время как модель, основанная на сопротивлении волокон, — для расчета систем с неплотной набивкой волокон.
Канальная теория. Фильтрующие слои фактически представлягот собой пластины, сквозь которые проходят взаилюсоединяющнеся поры. Перепад давления Лр в такой системе определяют по формуле Д'Лрси: ор = кт.риа ( и'! ! ! . 77 где к — козффициснт проницаемости, и — глубина (толшина) слоя; р — вязкость газов; и, — поверхностная скорость газов. В тех случаях, когда ориентация волокон не имеет значения, коэффициент х связан с удельной плошадью поверхности фильтруюзцей набивки А и пористостью слоя ~ !149] в виде следующего уравнения: к = )гзАз (! У/Са (тг!1!.8) Здесь мг является постоянной величиной, равной 4,5 (в единицах СИ) для сферических тел и равной приблизительно тому же для волокнистых фнльтрующих слоев 1268, 489, 841, 942!.
В последнем случае в уравнение включают также коэффициент ориентации волокон. Так, например, Салливан и Хертел 18411 выдвинули предположение, что для порнстости ~<0,88 уравнение ('ЧН1.8) может быть модифицировано. При этом учитывается коэффициент формы Йз, который возрастает с увеличением пористости, а также коэффициент ориентации кз, равный 1 для потока, параллельного волокнам, и 0,5 — для потока, перпендикулярного волокнам Яз (1 — 8)з к=за А ка ( т'! ! ! . 9) Соотношение Ммз имеет следуюшие значения: 6,04 — волокна перпендикулярны направлению потока; 3,07 — волокна параллельны направлению потока; 5,5 — обычное отложение волокнистого слоя, в котором большинство волокон перпендикулярны направлению потока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
