Пример расчета пылеосадительной камеры.

Дисперсный состав пыли:

dч	5	8	18	35	55	90
% , по массе	13,04	12,06	22,8	22,92	21,74	7,44
Vs, см/с.	0,7	1,5	7,0	35	80	200

Где Vs – скорость витания, определяется по номограмме.

Расход воздуха 33500 м³/ч = V0; ∆Рап = -300 Па, tг = 20ºС.

V= = =36000 м³/ч = 10 м³/cек.

Размеры камеры определяются размерами помещения: l = 3 м, b = 2м, h=1,4м.

Площадь поперечного сечения камеры:

S' = b*h = 2*1,4 = 2,8 м²

Площадь продольного сечения камеры:

S'' = b* l = 2*3= 6 м²

Скорости движения частиц пыли в поперечном сечении:

=3,6 м/с.

Скорости движения частиц пыли в продольном сечении:

=1,7 м/с.

Средняя скорость в камере:

W= = 2,7 м/с.

Максимальный размер частиц пыли, которые успеют осесть в ПК:

= = 43 мкм.

Определение эффективности осаждения.

Для частиц, улавливаемых с эффективностью 50%:

.

При , м/с, → по номограмме d50 = 51 мкм. Принимаем дополнительные значения для определения нескольких точек зависимости ; принято =0,1 и =0,25. этим значениям относительных скоростей витания соответствуют диаметры частиц =41 мкм, = 63 мкм.

Средняя концентрация частиц заданного размера на выходе из камеры определена как средняя из концентраций в пяти точках сечения. Приняты значения х/н = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0.

Для х/н = 0 при =0,1

Х1= = =6,6,

при Х1=6,6 , Ф(Х1)= Ф(6,6)=1

Х2= = =10,1,

при Х2=10,1→Ф(Х2) = 1,

n = =1.

Результаты расчетов представлены в таблице:

х/н	0	0,25	0,5	0,75	1,0
Х1	6,6	8,7	10,75	12,8	15,0
Х2	10,1	8,0	5,92	3,83	1,75
Ф(х1)	1	1	1	1	1
Ф(х2)	1	1	1	1	0,962
n	1	1	1	1	0,985

=100(1 - ) = 100(1 - )=1%, где n – среднее значение из пяти значений = 0,99.

Эффективность осаждения частиц при =0,25 определяется аналогично, среднее значение n = 0,9→ =10%.

При =0,175 =50%.

Общий коэффициент очистки газа

=100 =55%

Запыленность на выходе

Свых = (1- )Свх = (1-0,55)·7,57 = 3,4 г/м³

,

Например, фракция d=5 мкм Gф = 0,1%, ή = 90%.

После первой ступени:

, где =0,01.

Свых =( 1 - (1- )(1 - )).

Цклоны.

Наиболее распространены в промышленности.

Достоинства:

1. отсутствие движущихся частей в аппарате,

2. надежность работы при t газов до 500ºС,

3. возможность улавливания абразивных материалов,

4. очищают агрессивные и высокотемпературные газы,

5. улавливание пыли в сухом,

6. постоянное гидравлическое сопротивление аппарата,

7. высокая фракционная эффективность при увеличении запыленности газов,

8. простота изготовления.

Недостатки:

1. высокое гидравлическое сопротивление (1200 – 1500 Па),

2. плохое улавливание частиц размером < 5 – 10 мкм.

3. Невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.

По способу подвода газов циклоны делятся на:

1. спиральные,

2. тангенсальные (радиальные),

3. винтообразные,

4. с осевым подводом.

Vвх газа = 15 – 20 м/с.

Наиболее предпочтительными являются спиральные циклоны, так как они эффективнее.

Эффективность аппарата прямопропорциональна скорости газов, но увеличение скорости может привести к уносу пыли и увеличению гидравлического сопротивления. Оптимальным соотношением Н/D = 2/3. оптимальная Нц = 1,6D = Н конуса.

Циклоны бывают цилиндрическими (НИИогаза) с удлиненной цилиндрической частью. Они обладают и меньшим гидравлическим сопротивлением, высопроизводительны, D≤2000 мм.

Ц иклоны конические (удлиненная коническая часть) – высокоэффективные. D≤3000 мм.

Рис. 7. Цилиндрический циклон конструкции НИИОгаза

Цилиндрические циклоны относятся к высокопроизводительным ап­паратам, а конические — к высокоэффективным. Диаметр цилиндриче­ских циклонов обычно не превышает 2000, а конических 3000 мм. С уве­личением диаметра циклона при постоянной тангенциальной скорости потока центробежная сила, воздействующая на пылевые частицы, уменьшается, и эффективность пылеулавливания снижается. Кроме того, установка одного высокопроизводительного циклона вызывает затруд­нения из-за его большой высоты. В связи _с этим в технике пылеулавливания широкое применение нашли батарейные и групповые циклоны.

При определении гидравлического сопротивления групповых уста­новок к коэффициенту сопротивления одиночного циклона при круговой компоновке следует добавлять 60, при двухрядной с отводом очищенного газа через общую камеру 35, при двухрядной с отводом очищенного газа через улитки - 28. Степень очистки в группе циклонов принимается равной степени очистки в одиночном циклоне, входящем в эту же группу, хотя экспери­ментально это не доказано. Есть некоторые основания предпола­гать, что она несколько ниже, чем в одиночном циклоне.

Конические циклоны при рав­ных производительностях с ци­линдрическими отличаются от по­следних большими габаритами и поэтому обычно не применяются в групповом исполнении. Для подвода газа к отдельным циклонам при установке их в группу реко­мендуется применять коллекторы. Обходные патрубки циклонов присоединяют к коллектору по­средством фланцев. Коллектор выполняется из одного или не­скольких патрубков, которые с од­ной стороны подсоединяются к циклонам, а с другой — заканчи­ваются общей камерой.

ТАБЛИЦА 2.1 СООТНОШЕНИЕ РАЗМЕРОВ В ДОЛЯХ ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРА D ДЛЯ ЦИКЛОНОВ ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24.

наименование	Тип циклона
	ЦН-15	ЦН-15У	ЦН-24	ЦН-11
Внутренний диаметр выхлопной тру­ бы d	0,59 для всех типов 0,3 – 0,4 для всех типов 0,2 для всех типов 0,26 для всех типов 0,6 для всех типов 0,8 для всех типов 0,1 для всех типов
Внутренний диаметр пылевыпускно- го отверстия d1
Ширина входного патрубка в цикло­не (внутренний размер) b
Ширина входного патрубка на вхо­де (внутренний размер) b1
Длина входного патрубка L
Диаметр средней линии циклона Dcp
Высота установки фланца Нфл
Угол наклона крышки и входного патрубка циклона а, град	15	15	24	11
Высота входного патрубка а	0,66	0,66	1,11	0,48
Высота выхлопной трубы hт	1,74	1,5	2,11	1,56
Высота цилиндрической части цик­ лона Нц	2,26	1,51	2,11	2,06
Высота внешней части выхлопной трубы hВ	2	1,50	1,75	2,0
Высота выхлопной трубы hт	0,3	0,3	0,4	0,3
Общая высота циклона Н	4,56	3,31	4,26	4,38

Больший размер принимается при малых D и большой запыленности.

Рис. 8 Спирально-конический циклон ЦН.

Отвод очищенного газа в циклонах может осуществляться несколькими способами: с помощью улит­ки, служащей для преобразования вращательного движения газов в по­ступательное, колена, общего сборника для группы циклонов или через выхлопную трубу. Сечения выходного отверстия улитки и входного пат-рубка циклонов следует выполнять одинаковыми.

Группа циклонов снабжается общим бункером для сбора пыли. Диаметр пылевыпускного отверстия бункера подбирают таким, чтобы выпуск уловленной пыли происходил без задержки. Угол наклона стенок бункера принимается большим, чем угол естественного откоса пыли; обычно он составляет 55-60 град.

В группах циклоны компонуются в два ряда или имеют круговую компоновку.

ТАБЛИЦА