Таблица 5.3

Параметры выбора максимальной скорости газов в пылеосадительных камерах

Вид пыли	Плотность частиц кг/м3	Среднемедианный размер частиц, мкм	Максимально допустимая скорость газов, м/с
Асбест	2200	261	5,0
Неметаллическая пыль из плавильных печей	3020	117	5,6
Известняк	2780	71	6,4
Крахмал	1270	64	1,75
Оксид свинца	8260	14,7	7,6
Деревянные опилки	—	1400	6,6

По этой формуле, зная расход газа, поступающего в пылевую камеру, и площадь осаждения, можно рассчитать какого размера частицы полностью осядут в камере, и, наоборот, задаваясь размером пылинок, можно узнать требуемую поверхность осаждения при ламинарном движении запыленного газа.

По формуле (5.14) построена номограмма (рис. 5.6) в предположении, что вязкость газа равна вязкости воздуха. Если вязкость газа существенно отличается от вязкости воздуха, то полученный по номограмме результат d_min следует умножить на величину , где _г — вязкость газа при данной температуре и _в — вязкость воздуха при той же температуре.

При проектировании осадительных камер следует учитывать возможность вторичного уноса. Необходимо, чтобы скорость газового потока была не выше 3 м/с, хотя для некоторых пылей, например сажи, и эта скорость высока. Ниже в табл. 5.3 приведены некоторые рекомендации по выбору максимально допустимой скорости газов в пылеосадительных камерах.

Фракционная эффективность некоторых пылеосадительных камер (рис. 5.5, в) показана на рис. 5.7.

Основные достоинства осадительных камер заключаются в простоте конструкций, низкой стоимости, в небольших расходах энергии (гидравлическое сопротивление 50–100 Па) и в возможности улавливания абразивной пыли. В осадительных камерах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером от 40 мкм. Эффективность же улавливания частиц высокодисперсной пыли размером менее 5 мкм даже в камерах больших размеров близка к нулю.

В настоящее время даже самые совершенные по конструкции пылевые камеры занимают много места и в качестве самостоятельных аппаратов пылеулавливания почти не применяются. Однако упрощенные варианты пылевых камер находят некоторое применение в качестве элементов основного технологического оборудования. Так, разгрузочные головки ряда вращающихся печей и сушильных барабанов, а также конверторы иного типа снабжаются некоторым подобием пылеосадительных камер, позволяющим улавливать наиболее крупные частицы для разгрузки основного газоочистного оборудования и предупреждения осаждения частиц в соединительных газоходах.

Инерционные пылеуловители. Действие инерционных пылеуловителей основано на резком изменении направления движения газопылевого потока. Частицы по инерции движутся в первоначальном направлении и попадают в сборный бункер, а очищенный от крупных частиц пылегазовый поток выходит из пылеуловителя. Некоторые из пылеуловителей данного типа представлены на рис. 5.8.

Рис. 5.7. Зависимость фракционной эффективности от диаметра частиц (при _ч = 2100 кг/м³) для пылеосадительной камеры

В подобных пылеуловителях скорость газов в свободном сечении составляет примерно 1 м/с. При этом частицы крупнее 20–30 мкм улавливаются на 60–95%. Точное значение зависит от многих факторов дисперсности пыли и других ее свойств, скорости потока, конструкции аппарата и др. Гидравлическое сопротивление подобного пылеуловителя составляет 150–400 Па. Инерционные пылеуловители применяют обычно на первой степени очистки, с последующим обеспыливанием воздуха в более совершенных аппаратах.

Рис. 5.8. Инерционные пылеуловители:

а — камера с перегородкой; б — камера с плавным поворотом газового потока; в — камера с расширяющимся конусом; г — камера с заглубленным бункером

Современные инерционные пылеуловители представлены на рис. 5.9. В одном из вариантов в кольцевой зазор перед муфтой вдувают воздух (с вращательным моментом движения) со скоростью в три раза большей, чем осевая скорость основного газового потока. Эта кольцевая струя, соприкасаясь с основным газовым потоком на его границе, способствует вращению газа. Выходной газоход служит для отвода очищенного газа, в нем часть кинетической энергии переходит в энергию давления.

Рис. 5.9. Современные инерционные пылеуловители:

а — схемы; б — кривые фракционной эффективности; 1 — кольцевая муфта; I — газ; II — пыль; III — добавочный воздух

Рис. 5.10. Экранный инерционный пылеуловитель

К инерционным пылеуловителям относятся экранный пылеуловитель, представленный на рис. 5.10. Главная его часть — U-образный элемент, где струи запыленного газа, образованные в промежутках между профилями элемента, сталкиваются с его основой. Газовый поток либо отталкивается от основы U-образного элемента, либо движется по кругу вдоль кривой составляющей элемента. При столкновениях и круговом движении пыль отделяется от газового потока и попадает в пылесборник, расположенный внизу.

Рис. 5.11. Схема работы жалюзийного аппарата:

I — газ; II — обогащенный пылью газ; III — очищенный газ

Принцип внезапного изменения газового потока при встрече с решеткой, состоящей из наклонных пластин, использован в пылеуловителе жалюзийного типа, приведенном на рис. 5.11. Назначение жалюзийной решетки — разделить газовый поток на две части: на освобожденную в значительной мере от пыли и составляющую 80–90% всего количества газа и на содержащую основную массу пыли, улавливаемую затем в циклоне или другом достаточно эффективном пылеуловителе, составляющую 10–20 %. Очищенный в циклоне газ возвращается в основной поток газов, очищенных при помощи жалюзийной решетки.

Конструкции жалюзийных пылеуловителей представлены на рис. 5.12 и 5.13. Жалюзийный пылеуловитель конического типа отличается большей эффективностью, чем показанный на рис. 5.12. Запыленный газ поступает в широкую часть усеченного конуса, имеющего почти по всей поверхности жалюзевидные щели. Газовый поток изменяет свое направление, чтобы пройти через конус, тогда как пыль проходит прямо до конца конуса вместе с некоторой частью газового потока, откуда она выбрасывается во вторичный коллектор. При повышении скорости подачи газа к пластинам решетки степень улавливания пыли в жалюзийном пылеуловителе вначале быстро растет; начиная со скорости 10 м/с этот рост замедляется. Обычно скорость газов в жалюзийном пылеуловителе составляет 12–15 м/с.

На степень очистки влияет скорость движения газов, отсасываемых в циклон. Для того чтобы в циклон было отведено возможно больше пыли, эта скорость должна быть не меньше скорости газов при подходе к решетке. Обычно жалюзийные пылеуловители применяют для улавливания частиц пыли крупнее 20 мкм. Недостатками жалюзийного пылеуловителя является: изнашивание пластин решетки при высокой концентрации, особенно крупной пыли и возможность образования отложений при охлаждении газов до точки росы. Гидравлическое сопротивление 100–500 Па. Температура газов, очищаемых при помощи жалюзийной решетки из углеродистой стали, не должна превышать 450С. При более высоких температурах пластины жалюзийной решетки отливают из чугуна.

Рис. 5.12. Жалюзийный пылеуловитель:

1 — жалюзи; I — газ; II — сильно запыленный газ; III — частично очищенный газ

Рис. 5.13. Жалюзийный пылеуловитель конического типа:

1 — конус с прорезями; 2 — вентилятор; 3 — циклон; I — газ

Ориентировочно степень улавливания в жалюзийном пылеуловителе можно оценить по формуле (4.7)

, (5.15)

где _ц — степень улавливания той же пыли при аналогичных условиях в циклоне НИИОГАЗ ЦН-15; К_ж — коэффициент, лежащий в пределах 2,5–4,0.

Более точно эффективность очистки жалюзийных пылеуловителей, как впрочем и остальных инерционных пылеуловителей, можно определить по формуле (5.3). При этом используют данные о фракционной эффективности в виде кривых (рис. 5.9, б) или в табличной форме (табл. 5.4).

Приведенная эффективность определялась при очистке газов от золы с плотностью  = 2600 кг/м³.