3.10.Пример расчета батарейного циклона

Задание: Выбрать батарейный циклон для очистки газов агломерационной машины, определить его гидравличекое со­противление и эффективность при следующих исходных данных: расход газа при нормальных условиях ; плотность газа , температура газа (коэффициент динамической вязкости газа ), барометрическое давление , разрежение в цик­лоне , начальная концентрация пыли в газе , плотность частиц пыли . Дисперсный состав пыли характеризуется величинами , .

Решение:

1. Плотность газа при рабочих условиях, :

; .

2. Расход газа при рабочих условиях, :

; .

3. Выбираем циклонный элемент диаметром и розеткой с углом наклона , расход газа через который при оптимальной скорости равен, :

.

4. Необходимое число циклонных элементов:

.

5. По условиям компоновки максимальное число элемен­тов в группе не должно превышать 96, желательно четное число групп. Примем компоновку из четырех групп по 64 элемента каждая, с расположением по восемь элементов в каждом ряду. Скорость газа в циклонном элементе при такой компоновке, :

,

т.е. значение, скорости не выходит из рекомендуемых пределов.

6. Гидравлическое сопротивление батарейного циклона, Па:

7. Размер частиц , улавливаемых в циклонном элемен­те при рабочих условиях с эффективностью 50 %, мкм:

;

где - значения параметров, соответствующие ус­ловиям, при которых получена величина ;

- значения параметров, соответствующие рабочим условиям циклона.

8. Вспомогательная величина X равна:

;

9. Степень очистки газов в единичном циклонном эле­менте находим по таблице Приложения 5:

10.Степень очистки газа в батарейном циклоне с учетом неравномерности распределения газа равна:

.

3.11. Вихревые пылеуловители

Основным отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока. В аппарате соплового типа запылённый газовый поток закручивается лопаточным завихрителем и движется вверх подвергаемый при этом воздействию трех струй вторичного газа вытекающего из тангенциально расположенных сопел. Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к периферии, а оттуда в возбуждаемый струями спиральный поток вторичного газа направляющий их вниз в кольцевое межтрубное пространство. Вторичный газ в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно проникает в него. Кольцевое пространство вокруг входного патрубка оснащено подпорной шайбой, обеспечивающей безвозвратный спуск пыли в бункер. Вихревой пылеуловитель лопаточного типа отличается тем, что вторичный газ отбирается от периферии очищенного газа и подается кольцевым направляющим аппаратом с наклонными лопатками.

Рис.10. Вихревые пылеуловители (а) сопловый тип, (б) лопаточный тип

В качестве вторичного газа в вихревых пылеуловителях может быть использован свежий атмосферный воздух, часть очищенного газа или запыленный газ. В этом случае производительность аппарата возрастает на 40 – 65 % без снижения эффективности очистки.

Как и у циклонов, эффективность вихревых аппаратов с увеличением диаметра падает. Оптимальный расход вторичного газа составляет 30 – 35 % от первичного. Могут быть и батарейные установки, состоящие из отдельных мультиэлементов диаметром 40 мм. Затраты энергии (в КДЖ) на очистку 1000 м³ газов в вихревых пылеуловителях могут быть определены по формуле:

K₄ = [ ( V_г` + V<sub>г</sub>``)P<sub>ап</sub> + P``V<sub>г</sub>``] / V<sub>г</sub>` (48)

V_г`, V_г`` - объемный расход очищаемых газов и вторичного воздуха, м³/с

P – гидравлическое сопротивление аппарата, Па

P`` - давление вторичного воздуха (разница между давлением в сопле и давлением на входе в аппарат), Па

Критичный (минимальный) диаметр частиц полностью улавливаемых в пылеуловителе определяется по формуле:

₍₄₉₎

V_г – скорость газа в свободном сечении аппарата

H – высота пылеулавливающей камеры

D_ап – диаметр аппарата

D_тр – диаметр подводящей трубы

W – скорость вращения

Достоинства вихревых пылеуловителей:

1) Более высокая эффективность улавливания высокодисперсной пыли

2) Отсутствие абразивного износа внутренних поверхностей

3) Возможность очистки газа с более высокой температурой за счет использования холодного вторичного воздуха

4) Возможность регулирования процесса селекции пыли за счет изменения количества вторичного газа.

Недостатки:

1) Необходимость дополнительного дутьевого устройства

2) Повышение за счет вторичного газа общего объема газа, проходящего через аппарат, в случае использования атмосферного воздуха

3) Большая сложность аппарата в эксплуатации.