Книга - Охрана окружающей среды - Белов (1991) (994567), страница 16
Текст из файла (страница 16)
БЦ-2, ЦБР-150у и др. 1 частицы пыли за счет центробежных снл отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха 2 и движутся по ней в направлении выхлопного отверстия 3, Газ, обогащенный пылью, через специальное пылеприемное отверстие 3 отводится в пылевой бункер, а очищенный газ поступает в выхлопную трубу 4. Для повышения эффективности пылеуловителей такой конструкции необходимо увеличивать переносную скорость очищаемого потока в спиральном кожухе (этоведетк резкомуповышениюгидравлического сопротивления аппарата) или уменьшатЬ радиус кривизны спирали кожуха (это снижает его производительность). Такие машины обеспечивают достаточно высокую эффективность очистки воздуха при улавливании сравнительно крупных частиц пыли (свыше 20 — 40 мкм). Более перспективными пылеотделителями ротационного типа, предназначенными для очистки воздуха от частиц размером >5 мкм, являются ПРП вЂ” противопоточные ротационные пылеотделители (рис.
11). Пылеотделитель состоит из встроенного в кожух 1 полого ротора 2 с перфорированной поверхностью и колеса вентилятора 3. Рогор и колесо вентилятора насажены на общий вал. При работе пылеотделителя запыленный воздух поступает внутрь кожуха, где закручивается вокруг ротора.
В результате вращения пылевого потока возникают центробежные силы, под действием которых взвешенные в воздухе частицы пыли стремятся выделиться из него в радиальном направлении. Одновременно на эти частицы в противоположном направлении действуют силы аэродинамического сопротивления. Частицы, центробежная сила которых больше силы аэродинамического сопротивления, отбрасываются к стенкам кожуха и поступают в бункер 4.
Очищенный воздух через перфорацию ротора всасывается в вентилятор н затем выводится наружу. Эффективность очистки ПРП зависит от выбранного соотношения центробежной и аэродинамической сил и теоретически может достигать единицы. Величина центробежной силы является функцией числа оборотов и диаметра ротора, величина аэродинамической силы — функцией скорости просасывания воздуха через перфорацию ротора, т.
е, производительность вентилятора. Исходя из равенства центробежной силы и силы аэродинамического сопротивления воздуха движению частицы пыли, И. А. 111епелев получил формулу для определения производительности ПРП: (',3 = 40зябюзр„д„lру, где р„и р„— плотность пыли и воздуха, кг/м', Ы,— диаметр улавливаемых частиц, м; ч — коэффициент кинематической вязкости, м'/с; ш — окружная скорость, м/с; 6=~А'/87х' — приведенная ширина всасывающего отверстия ротора пылеуловителя, м.
Величина д— отношение суммы площадей поперечного сечения отверстий перфоРации к длине окружности ротора (2пй); 1 — количество отверстий, шт.; 3~ — диаметр отверстий, м. 73 Диаметр минимальной улавливаемой частицы пыли в этом случае равен: г х/ р. 0ч 20ю р, пв Сравнение ПРП с циклонами свидетельствует о преимуществах ротационных пылеуловителей, Так, габаритные размеры циклоне в 3 — 4 раза, а удельные энергозатраты на очистку 1000 м' газа нп 20 — 407о больше, чем у ПРП при прочих равных условиях. Однако широкое распространение пылеуловители ротационного действия не получили из-за относительной сложности конструкции и процесс:. эксплуатации по сравнению с другими аппаратами сухой очистки газов от механических загрязнений.
Вихревые пылеуловители (ВПУ) также относят к аппаратам ачищгнныи газ пчищенныи гаг 1аадичныи' .в газ ичньш' гаг газ Рвс. 12. Вихревой пылеуловптель соплового (и) и ло паточного (о) твпв центробежного действия. Отличительная особенность ВПУ вЂ” высокая эффективность очистки газа от тончайших фракций (<3— 5 мкм), что позволяет им в отдельных случаях конкурировать с фильтрами.
За рубежом (США, ФРГ) разработано несколько ВПУ с диаметром корпуса от 40 до 2 м, пропускная способность установок от 20 до 315 000 мв/ч. Существуют две конструктивные разновидности ВПУ: сопловой (рис. 12, а) и лопаточный (рнс. 12, б) типы. Процесс обеспыливания в таком пылеуловителе происходит следующим образом: завы 74 ленный газ поступает в камеру 5 через изогнутый патрубок 4. Для предварительного закручивания запыленного газа в камеру 5 встроен лопаточные завнхритель типа «розетки» 2, В ходе своего движения вверх к выхлопному патрубку б газовый поток подвергается действию вытекающих из завнхрнтеля 1 (наклонные сопла в ВПУ соплового типа, наклонные лопатки в ВПУ лопаточного типа) струй вторичного воздуха, которые придают потоку вращательное движение.
Под действием центробежных сил, возникающих при закручивании потока, частицы пыли устремляются к его периферии, откуда спиральными струями вторичного потока перемещаются к низу аппарата в кольцевое межтрубное пространство, Безвозвратный спуск пыли в бункер обеспечивается подпорной шайбой 3. Вторичный воздух в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно проникает в него.
Подача вторичного воздуха кольцевым направляющим аппаратом с наклонными лопатками усложняет конструкцию, но обеспечивает более нптенсивное закручивание потока газа и, как следствие, более высокую экономичность процесса очистки. Так, гидравлическое сопротивление ВПУ лопаточного типа у существующих аппаратов на 25ч7з меныпе, а остаточная концентрация пыли в 1,75 раза ниже, чем у ВПУ соплового типа, Оптимальное количество вторичного воздуха находится в пределах 40 — 65з1, от количества очищаемого газа.
ВПУ практически сохраняет эффективность очистки газа от пыли при уменьшении его расхода на 50з7з и увеличении — на 15чш Слабая чувствительность эффективности очистки к расходу запыленного газа объясняется тем, что процесс очистки в ВПУ зависит в основном от параметров вторичного воздуха. Если последние остаются неизменными, то окружная скорость потока запыленного газа не меняется, что сохраняет постоянной действующую на частицы пыли цеятробежную силу, определяющую эффективность очистки. Повышение давления вторичного воздуха в ВПУ приводит к увеличению эффективности очистки пыли.
Гидравлическое сопротивление и удельный расход энергии ВПУ при этом соответственно возрастают. Оптимальное рабочее давление вторичного воздуха для существующих установок 2000 — 6000 Па. В качестве вторичного потока может быть использован воздух окружающея среды (рис. !3, а), очищенный газ (рис. 13, б) илн запыленный газ (рнс 13, в). С экономической точки зрения более выгодно использование загрязненного газа.
В этом случае производительность установки повышается на 40 — 65з7ч без заметного снижения эффективности очистки. Менее выгодным считается использование воздуха окружающей среды. В то же время этот вариант себя оправдывает при очистке горячих газов, нуждаюгцихся в предварительном охлаждении, Максимальная эффективность очистки достигается при использовании в качестве вторичного воздуха пеРеработанной части потока очищенного газа (рис. 13, б).
В этом 75 случае часть наименее очищенного воздуха (у периферии пото. ка) снова возвращается в ВПУ на доочистку. Минимальный размер частиц, улавливаемых ВПУ, подсчитыва ют по приближенной зависимости: с~ч~а!п 1 2 )' ч)утра/(~Упор ) где Н вЂ” высота сепарационного объема, и; йу — окружная скорость вращения газа, м/с. чос еох а;а, Рне. 13.
Схемы подвода в ВПУ вторичного погона: а — воздух оиружаыщей среди; б — очищенный газ, а — запыленный газ Гидравлическое сопротивление ВПУ имеет оптимальное в экономическом отношении значение прн номинальных расходах запылен ного газа йбы, и втоРичного воздуха 1,)ы, .
Потери давления газа ; ВГ1У, определяющие величину расхода энергии на очистку газа, равны: 1 Ао, =- — (0и,а,о~ + Ьы,бой), г (') где ®=(гы,+з)и, — суммарный расход, ма/с; Лр~ — перепад дав ления йгежду входом и выходом из аппарата; Лрг — перепад давлг ния вторичного воздуха (перепад давления газа в сопле и иа вход в аппарат), Па. Удельный расход энергии существующих ВПУ находится в пр~ делах 0,4 — 1,3кВт ч на 1000 мз воздуха, С увеличением габаритоа ВПУ удельный расход энергии и эффективность очистки пыли заметно снижаются.
Эффективность очистки пыли одного нз ВПУ меднанным диаметром До=40 мкм (нз них 86% с Ач<5 мкм) с' ставила 0,96, а удельный расход энергии — 0,45 кВт ч/1000 м'. Пр производи гельности (по запыленному газу) порядка 12 000 м', гидравлическое сопротивление не превышает 1000 Па. Суммарная эффективность очистки пыли в ВПУ практически ~ Т6 зависит от входной концентрации загрязнений в широком диапазоне ее изменения от 0 до 800 г/ма, В радиальных пылеуловнтелях (рис. 14) отделение твердых частиц от газового потока происходит при совместном действии гравитационных н инерционных сил. Последние возникают прн повороте газового потока на 180' за срезом вход- ной трубы 2. Средняя скорость подъема газа ш„ в корпусе 1 обычно не более 1 м/с, при этом для оседающих частиц должно выполняться условие ш,)то„, где ш, — скорость витания частиц.
Эффективность очистки газа от частиц размером 25 — 30 мкм обычно составляет 0,65 — 0,85. Из-за малой эффективности радиальные пылеуловителн не применяют для очистки от мелкодисперсной пыли. Для разделения газового потока на очищенный газ н обогащенный пылью газ используют жалюзийцый пылеотделнтель (рнс. 15). На жалюзийной решет- газ очнщгнныи гш пыль обогащение~и ль онпщеннь гна,дт Рис. 15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
