Защита атмосферного воздуха при сухом способе производства цемента

В зависимости  от вида улавливаемых частиц и способа их удаления с электродов электрофильтры разделяют на сухие и мокрые.

В сухих электрофильтрах для очистки поверхности электродов от пыли используются механизмы встряхивания ударно-молоткового типа. Пыль из сборных бункеров выводится в сухом виде.

В мокрых электрофильтрах пыль с поверхности электродов смывается водой, а продукты, улавливаемые в капельном виде, стекают самотеком. Уловленные продукты удаляются из аппаратов в виде жидкости или шлама.

В зависимости  от направления движения газа электрофильтры подразделяют на горизонтальные и вертикальные. Преимущественное применение среди сухих электрофильтров имеют аппараты с горизонтальным ходом газа — горизонтальные многопольные электрофильтры, в которых очищаемый газ проходит последовательно через несколько электрических полей. В ряде случаев применяют сухие аппараты с вертикальным ходом газа, которые относительно менее эффективны, чем горизонтальные, но занимают меньшую площадь.

Мокрые электрофильтры изготовляют в основном вертикальными в цилиндрических корпусах с осадительными электродами трубчатой формы.

Равномерное газораспределение  по сечению электрофильтра достигается  установкой решеток и газонаправляющих устройств.

Подвод тока к электрофильтрам осуществляется специальным кабелем от преобразовательных агрегатов, установленных в отдельном помещении. Эффективность очистки газов электрофильтрами зависит от физико-химических параметров пылегазового потока, скорости и времени пребывания газа в электрофильтре, конструкции электродной системы, электрического режима работы электрофильтра, режима встряхивания электродов и др. Она определяется расчетным путем на основании опыта эксплуатации аналогичных аппаратов в сходных условиях или данных научно-исследовательских организаций. Как правило, величина эффективности находится в диапазоне 97—99%.

Производительность  электрофильтра по очищаемому газу зависит от величины его активного сечения и скорости газа в этом сечении.

Электрофильтры  типа ЭГТ предназначены для сухой очистки от пыли неагрессивных газов температурой до 450°С в химической промышленности, промышленности строительных материалов, в черной и цветной металлургии [2].

Электрофильтры  — аппараты прямоугольной формы  в стальном корпусе, покрытом снаружи  теплоизоляцией, включают в себя три или четыре электрических поля, установленных последовательно по ходу газа в соответствии с рисунком 7.

 

Рисунок 7 –  Электрофильтр типа ЭГТ с пирамидальным  бункером

Активная зона состоит из осадительных электродов (плоских полотен, набранных из пластинчатых элементов специального профиля) и коронирующих электродов (натянутых при помощи грузов между осадительными электродами).

Расстояние  между соседними осадительными  электродами 260 мм.

Удаление уловленного  продукта с электродов — механическое, путем периодического встряхивания ударами молотков по наковальням осадительных электродов и рамам подвеса коронирующих электродов.

Корпуса аппаратов  изготовляют в двух исполнениях: с пирамидальными бункерами и с щелевыми бункерами.

Условное обозначение типоразмера электрофильтра:

Э — электрофильтр; Г — горизонтальный; Т — высокотемпературный; числа после букв: первое — габарит  типоразмерного ряда, второе — количество полей, третье — длина электрического поля (м), четвертое — площадь активного сечения (м²).

Корпуса электрофильтров  рассчитаны на применение в районах сейсмичностью не более 6 баллов.

Выбираем сухой  горизонтальный электрофильтр, преимуществом  которого является то, что в них очищаемый газ проходит последовательно через несколько электрических полей. Диапазон достигаемой эффективности очистки соответствует заданной – 99%.

Выбранный электрофильтр  типа ЭГТ предназначен для очистки от пыли газов, в том числе отходящих в промышленности строительных материалов – цементном производстве. Уловленная пыль из бункера отводится на площадки хранения отходов, затем вывозится с территории предприятия.

Заданная температура  газов 120°С удовлетворяет технической характеристике выбранного фильтра, который предназначен для обеспыливания технологических газов и аспирационного воздуха температурой до 450°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

          

4 Расчет аппаратов очистки воздуха

 

 

4.1 Расчет циклонов [1]

 

 

 

Исходные данные:

Расход газа V_p=8 м³/с

Динамическая  вязкость m_г=33∙10^-6 Па∙с

Плотность газа ρ_г=0,5 кг/м³

Дисперсный состав пыли d_m=25 мкм

  lgσ_ч=0,308

Концентрация  пыли С_вх=0,06 г/м³

Плотность пыли ρ_ч=2200 кг/м³

 

1. Тип циклона ЦН-24

Для определения  оптимальной скорости воспользуемся  таблицей 4.

 

Таблица 4 – оптимальная скорость газа в циклонах типа ЦН

	ЦН-24	ЦН-15У	ЦН-15	ЦН-11	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34	СК-ЦН-34М
υопт, м/с	4,5	3,5	3,5	3,5	2,0	1,7	2,0

 

υ_опт=4,5 м/с  

2. Площадь сечения , м² вычисляется по формуле

                                                                                                                     (3)

 м²

3.      Диаметр циклона , м, вычисляют по формуле

                                                  ,                                                   (4)

где N – количество циклонов.

Сначала примем N=1.

м

Полученный  результат округляем до стандартного значения диаметра циклонов ЦН-24 в соответствии с таблицей 5 [1].

 

Таблица 5 –  Стандартные диаметры циклонов ЦН-24

Тип циклона	Производительность  по воздуху м3/ч	Диаметр, мм	Масса, кг
Циклон ЦН-24-400	2000	400	84
Циклон ЦН-24-500	3200	500	131
Циклон ЦН-24-600	4600	600	189
Циклон ЦН-24-700	6200	700	257
Циклон ЦН-24-800	8100	800	336
Циклон ЦН-24-900	10300	900	425
Циклон ЦН-24-1000	12700	1000	525
Циклон ЦН-24-1200	18300	1200	756
Циклон ЦН-24-1400	25000	1400	1029
Циклон  ЦН-24-1600	32600	1600	1344
Циклон ЦН-24-1800	41200	1800	1701
Циклон ЦН-24-2000	50200	2000	2125
Циклон ЦН-24-2400	73200	2400	3024
Циклон ЦН-24-3000	114400	3000	472

 

Выбираем циклон ЦН-24-1600 диаметром соответственно 1600 мм, производительностью 32600 м³/ч. Так как расчетный диаметр не больше стандартного, то количество циклонов оставляем единичным.

4. Действительная скорость , м/с рассчитывается по формуле

                                                                                                     (5)                     

м/с

Отклонение  оптимальной скорости от действительной:

%=11,3%

Это меньше 15%, соответствует  требованиям.

5. Коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывается по формуле

                                               ,                                               (6)

где - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона                             диаметром 500 мм;

          - поправочный коэффициент на диаметр циклона;

          - поправочный коэффициент на запыленность газа;

          - коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу.

Коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона                         диаметром 500 мм определяем по таблице 6 [1].

 

Таблица 6  - Значения коэффициентов сопротивления циклонов

Тип циклона	Значение
	при выхлопе  в атмосферу	при выхлопе  в гидравлическую сеть
ЦН-11	250	245
ЦН-15	163	155
ЦН-15У	170	165
ЦН-24	80	75
СДК-ЦН-33	600	520
СК-ЦН-34	1150	1050
СК-ЦН-34М	2000	-

 

Принимаем =75.

Поправочный коэффициент  на диаметр циклона  определяем по таблице 7 [1].

 

Таблица 7 –  поправочный коэффициент  на диаметр циклона

Диаметр циклона, мм	ЦН-11	ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24	СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М
150	0,94	0,85	1,0
200	0,95	0,9	1,0
300	0,96	0,93	1,0
450	0,99	1,0	1,0
≥500	1	1,0	1,0

 

Принимаем =1.

Поправочный коэффициент  на запыленность газов определяем по таблице 8[1].

 

Таблица 8 –  Значения поправочных коэффициентов  на запыленность газов

Тип циклона	Поправочный коэффициент  при запыленности газа, 103 кг/м3
	0	10	20	40	80	120	150
ЦН-11	1	0,96	0,94	0,92	0,9	0,87	0,5
ЦН-15	1	0,93	0,92	0,91	0,9	0,87	0,86
ЦН-15У	1	0,93	0,92	0,91	0,89	0,88	0,87
ЦН-24	1	0,95	0,93	0,92	0,9	0,87	0,86
СДК-ЦН-33	1	0,81	0,785	0,78	0,77	0,76	0,745
СК-ЦН-34	1	0,98	0,947	0,93	0,915	0,91	0,9
СК-ЦН-34М	1	0,99	0,97	0,95	-	-	-