Схема получения глинозема на участке кальцинирования

 

Мигалка состоит  из пылевой камеры, колокола и груза. Груз на рычаге колокола подобран так, что при определенном количестве улавливаемой пыли мигалка сбрасывает, т. е. открывает доступ пыли в пылесборник. Как только количество уловленной пыли становится меньше противовеса (груза на рычаге колокола) колокол возвращается в исходное положение, не допуская подсос воздуха в камеры батарейных циклонов.

После батарейных циклонов газы дымососом Д 24*2, подаются в вертикальный электрофильтр ДВП 4*20 рисунок 3

 

 

1 –  бункер; 2 – коронирующие электроды; 3 – осадительные электроды; 4 – корпус; 5 – рамы подвеса; 6 – установка изоляторов; 7 и 8 – привод встряхивания коронирующих электродов; 9 – элементы батарейного циклона; 10 – рама.

 

Рисунок 3 – Электрофильтр вертикального типа ДВП.

Механическая  очистка газов по печи №5 производится с помощью центробежного пылеуловителя  и четырех групп циклонов по четыре штуки в каждом диаметром 1200 мм.

2 стадия –  электрическая очистка в электрофильтре. Очищенная пыль оседает в бункере  электрофильтров, откуда откачивается аэролифтами с помощью сжатого воздуха. После очистки в электрофильтре газы удаляются в атмосферу через свечу диаметром 1320 мм с отметкой выброса + 47,0 м, установленную на электрофильтре печей №1÷ 4. После очистки в электрофильтре газы печи №5 удаляются в атмосферу через дымовую трубу диаметром 2500 мм и высотой 48 м.

В электрофильтрах, применяемых для очистки газов  от пыли, используется взаимодействие между зарядом пылевых частиц и электрическим полем, создаваемым  электродной системой электрофильтра. В результате заряженные частицы движутся, преодолевая сопротивление газовой среды, к осадительным электродам, собираясь на их поверхности в виде пылевого слоя. Необходимая зарядка частиц осуществляется коронным разрядом, образующимся между коронирующими и осадительными электродами. С этой целью на коронирующие электроды подается высокое напряжение до 60000 В, а осадительные электроды заземляются. Для этой же цели - создания "коронного разряда" - коронирующие электроды имеют особую форму, которая обеспечивает вблизи их поверхности резко выраженную неоднородность электрического поля. Заряженные частицы перемещаются вместе с газом к выходу из аппарата со средней скоростью, равной скорости газа, и одновременно к осадительному электроду со скоростью, называемой скоростью дрейфа. С увеличением скорости дрейфа и времени пребывания частиц в электрофильтре эффективность пылеулавливания возрастает.

Удаление осевших  на электроды частиц производится периодическим  встряхиванием электродов. В этом случае происходит возвращение некоторого количества частиц в очищаемый поток газа, так называемый вторичный унос. Другим, ухудшающим работу электрофильтров, явлением может быть неравномерность поля скоростей газа входящего в активную зону электрофильтра, то есть в зону, где достаточно высокая для улавливания пыли напряженность электрического поля. Увеличенная скорость части газового потока приводит в этом случае к уменьшению времени пребывания взвешенных в этой части потока частиц и соответственно к ухудшению улавливания.

Для подачи высокого напряжения на коронирующие электроды  служат установки высоковольтного  питания, включающие повышающие трансформаторы и выпрямительные устройства, а также  устройства автоматического регулирования, обеспечивающие поддержание высокого напряжения на уровне предпробойного режима работы. Положительный полюс выпрямительного устройства в электрофильтрах заземляют, а отрицательный присоединяют к коронирующим электродам. В этом случае корону называют отрицательной.

Электрофильтры  компонуются из следующих основных составных частей: осадительных и коронирующих электродов, образующих электродную систему, механизмов их встряхивания, изоляторных узлов, узлов газораспределения.

На участке  ГМЦ − 5 используются вертикальные и горизонтальные электрофильтры соответственно со штыковыми и игольчатыми коронирующими электродами. Вертикальные электрофильтры состоят из четырех отдельно расположенных камер, а горизонтальные из трех камер расположенных последовательно в одном корпусе.

Активная зона вертикальных пластинчатых электрофильтров разделена осадительными электродами на газовые проходы так же, как и в горизонтальных электрофильтрах. Очищаемый газ проходит активную зону снизу вверх, либо по горизонтали, поэтому под электродной системой располагаются газораспределительные устройства. Особенностью вертикальных электрофильтров является наличие встречного движения очищаемого газа и падающей (при встряхивании электродов) в бункерную часть пыли. Поэтому в осадительных электродах предусматриваются внутренние полости для транспортировки пыли, осевшей на электроды.

Систему коронирующих электродов выполняют с верхним  подвесом. При этом можно использовать рамные коронирующие электроды в  виде плоских трубчатых рам: с  натянутыми в них коронирующими  элементами.

Систему осадительных электродов выполняют из сложного профиля для эффективного осаждения пыли.

Электродные системы  в вертикальных электрофильтрах  подвешиваются к корпусу в  его верхней части; внизу предусматриваются  бункера для сбора уловленной пыли.

Для распределения газа по активному сечению электрофильтра применяют газораспределительные решетки, направляющие лопатки различного типа и другие устройства.

В Техническая  характеристика электрофильтров ДВП-4* 20 и EKG 1-17-7.5-3* 6 представлены в таблицах 2 и 3.

 

Таблица 2 − Техническая характеристика электрофильтров ДВП- 4*20

Наименование  параметров	Показатели
1	2
Площадь сечения  активной зоны в электрофильтре, м2	80
Производительность по газу а активной зоне, нм3/ч	до 120000
Скорость газа, м/с	0,8 ÷ 0,9
Окончание таблицы 2
1	2
Давление газа в электрофильтре, мм.вод.ст.	60, не более
Запылённость газа на входе, г/нм3	30÷50, не более
Запылённость газа на выходе, г/нм3	0,100, не более
Количество  осадительных электродов, шт	72
Количество  коронирующих электродов, шт	68

 

Таблица 3 − Техническая характеристика электрофильтра EKG

Наименование  параметров	Показатели
Площадь сечения активной зоны электрофильтра, м2	82
Количество  продуктов сгорания, нм3/сек	30,5 до 33,5
Скорость газа, м/с	0,8 ÷ 0,9
Запылённость газа на входе, г/нм3	до 100
Запылённость газа на выходе, г/нм3	до 0,100
Количество  осадительных электродов, шт	108
Количество  коронирующих электродов, шт	102
Н2О в продуктах сгорания, %	37÷45
О2 в продуктах сгорания, %	1,5÷3
СО2 в продуктах сгорания, %	8÷12
SО2 в продуктах сгорания, %	0,01÷0,05
Площадь сечения активной зоны  электрофильтра, м2	80

 

Уловленная  пыль электрофильтром возвращается в печь с помощью аэролифтов, установленных  под бункерами электрофильтров, которые состоят из следующих  основных частей:

- камеры смещения;

- воздушного  сопла (форсунки);

- распылителя;

- чугунного  патрубка для направления транспортировки  пыли;

- материального  трубопровода;

- воздушной  коммуникации с запорной арматурой  и манометром.

Камера смешения пыли с воздухом при работе должна быть герметичной, все болтовые соединения плотно затянуты, в камере не должно быть посторонних предметов и влаги. Распылитель должен быть чистым и установлен по направлению к воздушной форсунке, занимая 1/3 просвета смотрового люка.

На печи №5 установлены струйные насосы, которые служат для откачки оборотной пыли из под электрофильтров через циклон-разгрузитель в печь или холодильник КС. Отсасываемые центробежными дымососами с двухсторонним всасом, газы уносят с собой материал, загружаемый в печь.

 

5 Расчет  параметров электрофильтра

 

 

5.1Материальный  баланс 

 

Разложение  окиси алюминия осуществляется по реакции (1)

 

                           2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3 H₂O                                          (1)

 

 следовательно,  на 1 кг Al₂O₃ выделяется 54:102 = 0, 53 кг гидратной воды, или 0,53:0,804 = 0,66 м/кг, где 0,84 – плотность водяного пара приведённая к нормальным условиям, кг/м.

При влажности  гидроокиси 7,3% (от массы влажного осадка) на 1 кг Al₂O₃ выделяется 1,53·0,073·0,927 = 0,12 кг несвязанной влаги, или 0,149 /кг.

При производительности  печи 40 т/ч по глинозёму в газовую фазу перейдёт водяных паров (0,66+0,149)·40· = 32360 /ч.

Для получения 20 т/ч глинозёма в печь необходимо подать 1,0 + 0,53 + 0,12)·20· =330· кг/ч влажной гидроокиси алюминия.

Из печи кальцинации 8% глинозема уносится с пылью  в газоочистное оборудование. Зная процент очистки, который равен 99,8%, находим сколько глинозема осаждается на электродах  = 3,1936т, а с пылью уходит всего лишь 0,0064т глинозема. Осажденный на электродах глинозем возвращается обратно в печь кальцинации.

 

 

5.2 Расчет электрофильтра

 

Определяем  плотность газов при рабочих  условиях по формуле (1)

 

                                                                   

, кг/м³                   (1)

 

где  ρ₀ – средняя плотность газов, кг/ м³;

Р_бар – давление = 101,3кПа;

t – температура газа;

Р – давление газа в электрофильтре, 6 кПа .

 

, кг/м³

 

кг/м³

 

кг/м³

 

 

 Определяем  расход газа при рабочих условиях по формуле (2)

                                                                   

, м³/с                                       (2)

 

Для этого находим  объем газа, исходные данные берем  из материального баланса.

 

м³/с

 

Принимаем скорость газа в электрофильтре W¹ = 1 м/с.

Необходимую площадь поперечного сечения электрофильтра находим по формуле (3)

 

, м²                                                        (3)            

 

м²

 

Из справочника  выбираем тип электрофильтра – Двп – 4*20, техническая характеристика этого электрофильтра указанна в таблице 4.

 

Таблица 4 − Техническая характеристика электрофильтров ДВП- 4*20

Наименование  параметров	Показатели
Площадь сечения  активной зоны в электрофильтре, м2	80
Скорость газа, м/с	0,8 ÷ 0,9
Давление газа в электрофильтре, мм.вод.ст.	60, не более
Запылённость газа на входе, г/нм3	30÷50, не более
Запылённость  газа на выходе, г/нм3	0,100, не более
Количество  осадительных электродов, шт	72
Количество  коронирующих электродов, шт	68

 

Уточняем скорость газа по формуле (4)

 

                                                     ,м/с                                             (4)

 

м/с

 

где F – площадь активного сечения выбранного электрофильтра, м² .

 

Относительную плотность газов при стандартных условиях (Р_бар = 101,3 кПа; t = 20 °С) определяем по формуле (5)

 

                                         (5)

 

 

Критическую напряженность электрического поля определяем по формуле (6)

 

    ,В/м                             (6)

 

В/м

 

где R − радиус коронирующего острия, принимаемый равным 0,001 м.

 

Критическое напряжение короны для пластинчатого электрофильтра вычисляем по формуле (7)

 

   ,В                                   (7)   

                                       

где Н − расстояние между плоскостями коронирующих и осадительных электродов, м: Н = 0,275/2 = 0,1375;

S − шаг коронирующих электродов, м, S = 0,18 м.

 

Определяем  линейную плотность тока короны по формуле (8)

 

                              (8)

 

где К − коэффициент подвижности ионов, равный 2,1-10 ⁴;               

 − коэффициент, зависящий от отношения H/S

 

H/S	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
	0,08	0,068	0,046	0,035	0,027	0,022	0,018	0,015	0,013	0,012