5.2. Сухие механические пылеуловители

К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, использующие различные механизмы осаждения: гравитационный (пылеосадительные камеры), инерционный (инерционные пылеуловители) и центробежный (одиночные, групповые и батарейные циклоны, вихревые и динамические пылеуловители).

Пылеосадительные камеры. Пылеосадительные камеры являются простейшими пылеулавливающими устройствами, применяемыми для предварительной очистки газов. Принцип работы пылеосадительной камеры основан на использовании действующей, на частицы пыли силы тяжести. Приемлемая эффективность достигается при длительном нахождении частиц в пылеосадительной камере. Поэтому пылеосадительные камеры, рассчитанные на осаждение даже относительно крупных частиц, весьма громоздки. Материалом для их постройки являются кирпич или сборный железобетон, реже сталь или дерево.

Рис. 5.4. Горизонтальные пылеосадительные камеры:

а — простейшая; б — многополочная; в — с перегородками; г — с цепными или проволочными завесами

Рис. 5.5. Вертикальная пылеосадительная камера:

а — без отвода пыли; б и в — с отводом пыли: 1 — газоходы; 2 — отражательный диск; 3 — огнеупорное покрытие; 4 — отражательные конусы; 5 — наклонная плита

Осадительные камеры используются для осаждения пыли из горизонтальных (рис. 5.4) и вертикальных (рис. 5.5) газовых потоков.

В горизонтальных пылеосадительных камерах для повышения их эффективности устраивают цепные или проволочные завесы и отклоняющие перегородки. Это позволяет дополнительно к гравитационному использовать эффект инерционного осаждения частиц при обтекании потоком газов различных препятствий. Эффективность работы в значительной мере зависит от того, насколько равномерна раздача потока. Для этой цели камеры оборудуют газораспределительными решетками.

В вертикальных осадительных камерах осаждаются частицы, скорость осаждения которых выше скорости газового потока. Диаметр осадительной камеры обычно в 2,5 раза больше диаметра дымовой трубы, и соответственно скорости газов в камере в 6,25 раз меньше, чем в трубе. Такое соотношение размеров трубы и осадительного устройства позволяет при скорости газов в дымовой трубе 1,5–2,0 м/c осаждать частицы размером 200–400 мкм.

Расчет пылеосадительных камер. Приближенный расчет пылевых камер сводится к определению площади осаждения, т. е. площади дна камеры или полок по заданному размеру частиц пыли, подлежащих улавливанию. При расчетах принимаются следующие допущения: распределение концентрации и дисперсности пыли по сечению аппарата равномерное, форма частиц пыли сферическая, сила сопротивления среды движению частиц подчиняется закону Стокса, скорость газа по сечению камеры равномерная, нет вторичного уноса пыли из камеры, влияние турбулентности потока на частицы отсутствует.

При ламинарном движении запыленного газа под влиянием силы тяжести пылинки оседают на дно пылевых камер со скоростью витания v_с. Газ движется в камере со скоростью:

, (5.11)

где Q_г — объемный расход газов, м³/с; В — ширина камеры, м; Н — высота камеры (высота падения пылинки, м.

, (5.12)

где L — ширина камеры, м

Подставляя (5.11) в уравнение (5.12) получим

. (5.13)

Подставляя в уравнение (5.13) формулу для определения скорости витания (4.6) получим минимальный размер частиц пыли d_min, м, которые могут быть полностью осаждены в камере.

. (5.14)