Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (1044948), страница 106
Текст из файла (страница 106)
Оборудование для сухих методов очистки Таблица 1.30 Параметры, определяющие эФфективность батарейных циклонов Тип элемента циклона П ямоточный ЦКТИ «Розетка» «Розетка» «Энс го гозь» Парамезры а=30'; Р=250мм а=25'; Р= 250 мм Р= 250 мм Р =250 мм Р=230мм 5,0 3,0 4,0 3,85 2,87 4;.„, мкм 0,4б 0,4б 0,325 0.525 0,325 ! а П р и м е ч а н и я: 1. Данные, относящиеся к циклонным элементам типа «Розетка» и «Энерго- уголь», соответствуют следующим условиям их работы: средняя скорость потока в элементе ы,=4,5 и/с; динамическая вязкость газов р,=23,7-10 Па ° с; плотность частиц р„= 2200 кои . з 2. Параметры, определяющие эффективность прямоточного элемента ЦКТИ, относятся к о,= 12 м!с; р,= 18,8.
10 Па с; р„= 2200 кгlм'; расходу газов в линии рециркуляции, составляющем п име но 10% всхода очищасмогогаза. 0,9~1»т1 1-0,9 1(1- 1») ' 1.6.3. Вихревые пылеуловители 492 где т1„— коэффициент очистки газов в циклоне отсосной линии; т1 — коэффициент очистки в одиночном циклонном элементе. Значения коэффициснтов очистки газов выражаются в долях единицы. Последовательность расчета величин т1 и т1„аналогична последовательности расчета для одиночного циклона. Вихревые пылеуловители появились в промышленности в 50-х годах, но тем не менее они успели получить значительное распространение.
Основным их отличием от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока. Две основные разновидности вихревых пылеуловителей показаны на рис. 1.46. В вихревом аппарате соплового типа (рис. 1.46, а) запыленный поток закручивается лопаточным за- вихрителем и двигается вверх, подвергаясь при этом воздействию вытекающих из тангенциально расположенных сопел струй вторичного газового потока. Под действием центробежных сил взвешенные в потоке частицы отбрасываются к периферии, а оттуда — в возбуждаемый струями вихревой поток вторичного газа, направляющий их вниз в кольцевое межтрубное пространство. Вторичный газовый поток в ходе обтекания потока очищаемого газа постепенно полностью проникает в него.
Кольцевое пространство вокруг входного патрубка оснащено подпорной шайбой, обеспечивающей безвозвратный спуск пыли в бункер. Наилучшие результаты по эффективности улавливания достигаются при установке сопел, распыливающих вторичный газ, не менее чем в четыре ряда и под углом 30 . В качестве оптимальной рекомендуется установка лопаток завихрителя под углом 30' — 40 при отношении диаметра завихрителя к диаметру аппарата 0,8 — 0,9.
Вихревой пылеуловитель лопа- Часть УП. Основное оборудование длн очистки газовых сисвел~ $ Газы Газы нозо Рис. 1.46. Конструкция вихревых пылсуловителей: 1 — камера; 2 — выходной патрубок; 3 — сопла; 4 — лопаточный завихритель типа «Розетка«; 5 — входной патрубок; б — подпорная шайба.
7 — пылевой бункер; 8 — кольцевой лопатояный завихритель 7 б 493 точного типа (рис. 1.46, б) характеризуется тем, что вторичный газ отбирается с периферии очишснного газа и подается кольцевым направляющим аппаратом с наклонными лопатками 8. Аналогично циклонам эффективность вихревых аппаратов с увеличением диаметра снижается. В качестве вторичного газа в вихревых пылеуловителях могут быть использованы атмосферный воздух, периферийная часть потока очишенных газов и запыленные газы.
Варианты подвода вторичного газа показаны на рис. 1.47. С экономической точки зрения наихудшим является вариант с использованием атмосферного воздуха. Однако он представляется оправданным при необходимости охлаждения запыленных газов. Наиболее выгодным в экономическом отно- шении является использование в качестве вторичного газа запыленных газов. В этом случае производительность аппарата повышается на 40 — 65 % без заметного снижения степени очистки.
Производительность вихревого пылеуловитсля по газу может изменяться в пределах 0,5 — 1,15 номинальной производительности. Это объясняется решаюшим влиянием на эффективность аппарата параметров вторичного газа, при сохранении которых остаются неизменными окружная скорость закручивания потока запыленных газов и, соответственно, центробежная сила, действующая на частицы пыли. Установлено, что оптимальный расход вторичного газа должен составлять 30 — 35 % от первичного. Подобно циклонам, вихревые пылеуловители могут компоновать- Глава 1. Оборудоваиив для сухих люподов очистки а 6 В Рис. 1.47.
Варианты подвода вторичного газа к вихревым пылеуловителям: а — подвод внешнего воздуха; б — подвод очищенных газов; в — подвод запыленных газов $94 ся в группы. Это делается с целью увеличения эффективности пыле- улавливания за счет уменьшения диаметра аппаратов. Для ориентировочной оценки эффективности улавливания частиц различного диаметра можно воспользоваться приведенными ниже бранными; Размер частиц, мкм 2,5 5,0 1О,О Степень очистки, % 92 95 98 По сравнению с противоточными циклонами вихревые пылеуловители имеют следующие преимущества: более высокую степень очистки высокодисперсных пылен; отсутствие абразивного износа активных частей аппарата; возможность обеспыливания газов с более высокой температурой за счет использования вторичного воздуха; возможность регулирования процесса сепарации пыли за счет регулирования расхода вторичного воздуха.
К недостаткам вихревых пыле- уловителей можно отнести: необхо- димость дополнительного вентилятора; увеличение за счет вторичного газа общего объема газов, проходяших через аппарат; сложную эксплуатацию аппарата. Испытания трех модификаций этого аппарата (диаметром 100, 300 и б00 мм), установленного в ка ~естве второй ступени после циклонов при обеспыливании воздуха в производстве гипохлорида кальция, детергента и ядохимиката «Цинеб», показали хорошие результаты (табл. 1.31).
Степень очистки в вихревых пылеуловителях значительно выше, чем в сухих циклонах, и может достигать значений, характерных для мокрых циклонов. С целью повышения степени очистки по оси пыле- уловителя часто размещают вытеснитель в виде обтекаемой с концов цилиндрической обечайки диаметром 0,08 — 0,10 диаметра пылеуловитела. Пылеуловитель выбирают, исходя из расхода запыленного газа, по которому можно рассчитать диаметр аппарата: Часть Ш. Основное оборудование для очистки газовых систем Таблица 1.31 Результаты промышленных испытаний вихревого нылеуловителя Средний мсдианный размер частип, мкм Газодинал1ичсскос сон" ротивденис, Па Объем газов, м /ч Степень очистки, % 11лотность частиц, агам 3 диаметр вихрсвого пмдсуловитсля, мм вто- пср- вичног ичног 96 10 — 13 200 !60 !400 200 100 500 630 1200 740 300 500 630 91 1400 !000 300 1500 20 — 25 2200 2500 600 ,О, = (4 $г/тлз,)", (1.27) ..
95 4280 495 где 1г — объемный расход запыленг ного газа, и'/с; тз, — скорость газа в рабочей зоне пылеуловителя, м/с (рекомендуется принимать в пределах 5 — 12 м/с). Критический диаметр частиц, полностью улавливаемых в пылеуловителе, может быть рассчитан по одной из зависимостей: а'„,= (3/2 п з)Цр/р,) т 1и (1 +' Р",/Г))", (1.29) где и — высота пылеулавливающеи* камеры, м; Р— диаметр патрубка для подвода запыленного газа, м; ' о — угловая скорость газового потока в аппарате, с ', з — число оборотов потока газа в пылеуловитсле; т =1/2тЖ1Н/Я+ Г,) — время пребывания газа в ядре потока, с; Я, — радиус ядра потока, принимаемый равным радиусу ввода первичного потока, м; Г, 1; — объемный расход первичного и вторичного потоков газа, м'/с.
Эффективность пылеулавливания (в %) является основным кри- терием, по которому оценивается работа вихревого пылеуловителя, и определяется как отношение количества уловленной пыли к общему количеству пыли, поступающему в аппарат: т! = !(с„— с„)/с„]; 100. (1.30) Пример. Определить конструктивные размеры, гидравлическое сопротивление и эффективность очистки пыли в вихревом пылеуловитсле при следующих исходных данных: Производительность по запыленному воздуху, м'/ч ....,.......,... 2400 Скорость воздуха в рабочей зоне аппарата, м/с .............,.............До 1О Температура воздуха, поступаюшего иа очистку, С .............,.......
Плотность частиц, кг/м'..............,.... Начальная запыленность воздуха, кг/кг ...,.....,........................ 0,0167 Давление в аппарате, Мпа ................... 0,1 Дисперсный состав пыли: 0,, мкм 0 — 5 5 — 10 10-30 30-50 ЬЯ, % 1О 80 5 5 Расчет проводим на основс методики, разработанной Э.Ф. Шургальским и Н.В. Даниленко. Определяем геометрические размеры аппарата. Диаметр.вихревого пылсуловителя: Глава 1. Оборудование для сухих методов очистки Ю = [4б/(тир)]" = [4 ° 2400/ /(3,14 10 0,96 * 3600)]0з = 0,29 м.
Принимаем диаметр аппарата 0 = О,З м. Действительная скорость газа в аппарате: и = 40/(пХР 3600) = 4 ° 2400/ /(3,14 0,3' ° 3600) = 9,8 м/с. Определяем значения коэффициентов Х, и Х,, задаваясь коэффициентом а = У;/Г, = 2 и коэффициентом у = о/о, = 0,5 (где Р;, Г,— проходные сечения патрубков верхнего и нижнего потоков, о, — скорость газа в верхнем патрубке): Х, = [у/(1+ а)]"'= = [0,5/(1+ 2)]" = 0,408; — /(1+ а)]0л= = [1 — 2 ° 0,5/(1 + 2)]" = 0,801.
, Диаметр ввода нижнего потока: Р, = !~,В = 0,408 . 0,3 = 0,12 м.. Диаметр патрубка вывода очищенного воздуха: Ю,„„= у,В = 0,801 0,3 = 0,22 м. Высота рабочей зоны аппарата: Н„= (2,8 — 3,1)Ю = 3,1 . 0,3 = 0,93 м. Примем высоту Н,„= 1 м. Диаметр отбойной шайбы: .0 = (0,9 — 0,95)В = =0,93 О,З = 0,28 м. Площадь ввода верхнего и нижнего потоков: Г2 = à — Г, =(Е/4хп2 — п2 ) = = (тс/4)(0,3' -0.22') = 0,033 м', Р,' =АР,'/4=0,785 0,12' =0,0113 и Фактическое соотношение величины а: а = Р,/Р, = 0,033/0,0113 = 2,9- Так как для промышленных аппаратов значение а должно быть в пределах 2 — 4, то коррекцию геометрических размеров аппарата проводить не следует.
Диаметр вытеснителя: а~, = 0,1Ю= 0,1 О,З = 0,03 м. Лопатки завихрителей нижнего и верхнего потоков рекомендуют установить под углом [3 = 30' к горизонту. Рассчитаем потери давления в аппарате. Конструктивный параметр интенсивности крутки потока: л=(8О,'/зк)[~л' — е )ф),' — е )) х18[3 =(8 012'/3 3,14) ~~012'-003')/ У(0,12' -0,03')~ф30' = 0,545. Коэффициент гидравлического сопротивления нижнего потока: ~, = 5,5л + [260 + 4,8(л — 3,8)'] х х [(6',/6) — О,ЗР= 5,5 -0,545 + + [260 + 4,8(0,545 — 3,8)2] х х [(1776/2400) — 0,3]' = 29,5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
