Оборудование для очистки газов промышленных печей

Перерасчет плотности аспирационного воздуха на рабочие условия:

= = 1,293* = 1,113 кг/м3,

Параметры, определяющие эффективность циклона представлены в виде таблицы № 2.

Тип циклона	ЦН-11
	3,65
	0,352

 

 Dт = 0,6 м; wт = 3,5 м/c; μт = 22,2*10-6 Па*с; ρт = 1930 кг/м3.

 

 

Размер частиц d50, улавливаемых выбранным циклоном при рабочих условиях с эффективностью 50 %, определим по следующей формуле:

= = 3,65* = 2,673 мкм,

где ρп = 2900 кг/м3 – плотность пыли.

В вероятностно-логарифмических координатах дисперсный состав пыли аппроксимируется прямой линией и характеризуется двумя параметрами: среднемедианным диаметром dm и среднеквадратическим отклонением функции распределения.

Рассчитаем среднемедианный диаметр dm по формуле:

dm = = = 13,3 мкм.

Среднеквадратическое отклонение находят из следующего соотношения, которое является свойством интеграла вероятности:

  = = = 0,331;

где – абсцисса точки, ордината которой имеет значение 15,9 % и определяется по заданному распределению пыли по размерам (рис. 2).

                    Рис. 2. График распределения частиц пыли по размерам.

 

Определим параметр x по следующей формуле:

    x = = = 1,44.

Определим численное значение функции Ф(x), полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях:

η = Ф(x) = Ф(1,44) = 0,9251.

Концентрация пыли на выходе их циклона:

Zвых.ц = Zвх*(1– η) = 14,4*(1– 0,9251) = 1,08 г/м3.

Вторая ступень – тонкая очистка – тканевый фильтр.

Различают матерчатые фильтры (рис. 3) рамного или рукавного типов.  В рамных фильтрах ткань натягивается на рамки. Рукавные фильтры более совершенны  по конструкции и надежности в работе.

                   

                                         Рис. 3. Схема рукавного фильтра.

1 – металлический корпус; 2 – матерчатые рукава; 3 – трубопровод; 4 – нижняя часть фильтра; 5 – труба; 6 – общий трубопровод; 7 – винтовой транспортер; 8 – планка; 9 – встряхивающий механизм; 10 – заслонка.

 

В закрытом металлическом корпусе 1 фильтра подвешиваются матерчатые рукава 2 цилиндрической формы. Рукава собраны в секции по 8…12 штук.  Секции разделены перегородками на отдельные камеры. Нижние концы рукавов открыты для входа газов. Запыленный газ по трубопроводу 3 подводится в  нижнюю часть 4 фильтра, откуда направляется в нижние открытые отверстия  рукавов. Проходя через поры ткани, газ очищается, оставляя пыль на внутренних стенках рукавов. Очищенный газ собирается в верхней части металлического кожуха, затем отводится через трубу 5 в общий трубопровод 6. Через матерчатые фильтры газ просасывается с помощью вентиляторов, которые могут  нагнетать их в фильтр или отсасывать.  В первом случае установка работает под давлением, во втором – под разрежением. Фильтр на нашем рисунке работает под разрежением.  Для того чтобы частицы пыли, оседающие на внутренней поверхности  рукавов,  не  загрязняли  ткани,  рукава  периодически  встряхивают.  Пыль  при  этом падает в нижнюю часть кожуха, из которого отводится винтовым транспортером 7. Рукава каждой секции подвешены к планке 8, которая соединена со  встряхивающим  механизмом 9, работающим  от  электродвигателя.  В момент  встряхивания  рукавов  камера отсоединяется от  сборного  трубопровода 6 заслонкой 10 (иногда применяют клапан), действующей от механизма встряхивания. Для лучшей очистки ткань продувают воздухом в направлении, противоположном основному движению газов. Рукава каждой секции встряхивают  в  течение 18…20 с, затем клапаны продувочного воздуха закрывают, а заслонку  10 открывают, и секция вновь включается в работу.  Диаметр рукавов обычно  равен 180…210 мм, длина 2…3,5 м. Степень  очистки газа 97…99 %. Сопротивление рукавного фильтра в среднем составляет 250…350 Па, но при увеличении остаточной запыленности ткани может возрасти в 2…3 раза.  

Удельная газовая нагрузка:

q = qн*C1*C2*C3*C4*C5 = 2,0*1*0,98*1,0*0,90*0,95 = 1,676 ,

где qн – нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, принимаем qн = 2,0 ;

C1 – коэффициент, учитывающий способ регенерации фильтра, C1 = 1;

C2  – коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли на удельную газовую нагрузку, C2  = 0,98 ( по графику);

C3 – коэффициент, учитывающий влияние дисперсного состава пыли в газе,

С3 = 1,0 при dm = 10…50 мкм;

C4 – коэффициент, учитывающий влияние температуры газа, C4 = 0,90;

C5 – коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки C5 = 0,95.

Площадь фильтрования:

F = = = 29,8 м2.

Выбираем фильтр, соответствующий данному значению площади фильтрования – ФРКИ-30, с площадью фильтрующей поверхности 30 м2.

Данный тип фильтра обеспечивает высокоэффективную очистку запыленных газов с температурой до 130°C, со степенью очистки ηф = 99,9 %.

Скорость газа через фильтровальную поверхность:

w = = = 0,028 м/c.

Определяем гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки, предварительно оценивая длительность цикла фильтрования   τ = 600 c:

ΔPп = Kп*μ*w + K1*μ*τ*Zвх*w2,

где Kп – коэффициент, характеризующий сопротивление фильтровальной перегородки, м-1, для dm = 13,3 мкм Kп = (1100 – 1500)*106 м-1;

τ = 600 c – принятая длительность цикла фильтрования;

μ = 19,49* Па*с – коэффициент динамической вязкости;

Zвх.ф = Zвых.ц = 1,08*10-3 кг/м3 – концентрация на входе в рукавный фильтр;

K1 – параметр сопротивления слоя пыли, м/кг;

для dm = 13,3 мкм K1 = (6,5 – 16)*109 м/кг.

Zвых. ф = Zвх.ф*(1 - ηф) = 1,08*(1 – 0,99) = 0,0108 гр = 10,8 мг на – выходе.

ΔPп = 1400*106*19,49*10-6*0,028 + 12*109*19,49*10-6*600*1,08*10-3*0,0282 = 882,83 Па.

Гидравлическое сопротивление корпуса аппарата ΔPп определяем задаваясь коэффициентом гидравлического сопротивления корпуса, приведенного к скорости во входном патрубке ξк = 2. Скорость во входном патрубке определяем из соотношения:

wвх = = = 12,63 м/с,

где Sвх = = = 0,066 м – площадь входного патрубка,

D = 290 мм = 0,29 м – диаметр входного патрубка фильтра.

Гидравлическое сопротивление корпуса аппарата, Па:

ΔPк = = = 177,54 Па.

Полное гидравлическое сопротивление фильтра в целом:

ΔPф = ΔPп + ΔPк = 882,83 + 177,54 = 1060 Па.

  Техническая характеристика фильтра ФРКИ-30

                 

Полное гидравлическое сопротивление циклона и фильтра равно:

ΔP∑ = 1570 + 1060 = 2630 Па.

4. По рассчитанному гидравлическому  сопротивлению системы аспирации  и расходу удаляемого воздуха  подобрать тягодутьевое устройство  для ГОУ.

Подберем тягодутьевое устройство для ГОУ:

Гидравлическое сопротивление системы аспирации:

ΔP∑ = 2630 Па;

Расход удаляемого воздуха:

V = 3000 м3/ч = 0,83 м3/c.

Выбираем вентилятор типа ВД-3;

ηв = 0,42;

n = 2900 об/мин;

Производительность до 4000 м3/ч.

Определим мощность электродвигателя вентилятора:

N = = = 5,5 кВт,

где ηв – КПД подобранного вентилятора;

ηм – КПД передачи (для клиноременной передачи принимается 0,92…0,95).

Тип электродвигателя 4А100L2У3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Составить паспорт газоочистной  установки ( в соответствии с     ПЭУ-99) с указанием все рассчитанных параметров работы и эскизом ГОУ.

          ПАСПОРТ

                                     установки очистки газа

1. Основные  данные оборудования ГОУ:

 

2. Аппарат очистки газа 

Грубая очистка:

а) Наименование, тип аппарата Центробежный аппарат циклон типа ЦН-11

Изготовитель аппарата НИИОГаз

б) Назначение аппарата и улавливаемые загрязняющие вещества _________

Предназначен для очистки воздуха (газов) от сухой неслипающейся пыли неволокнистой пыли, образующейся в различных помольных и дробильных установках при транспортировании сыпучих материалов.

в) Основные технические параметры (показатели) работ аппарата (паспортные данные)

№ п/п	Наименование аппарата	Технические параметры (показатели)	Параметры	Допустимые отклонения
1	2	3	4	5
1	ЦН-11	Производительность  (по  воздуху), м3/час	3000
		Гидравлическое сопротивление, Па	1570
		Степень очистки газа, %	92,51