Пример расчета циклона.

Имеются следующие данные:

Производительность печи G = 6,2 т/ч (м³/с);

Число часов работы в году N = 8200;

Расход газа V = 10500м³/ч;

Состав газа : 25,6% СО2, 12,6% Н2О, 0,4% О2, 61,4% N2.

Давление в циклоне 30 Па;

Температура газа 220ºС,

Плотность, р_пыли, 1370 кг/м³, р_газа = 1,38 кг/м³

Рбар = 101,3 кПа;

Концентрация пыли в газе Свх = 30 г/м³

Размер частиц пыли перед циклоном dч = 5 мкм, =0,53.

1)Определяем плотность газа

= =1,38 кг/м³

2)Плотность газа при рабочих условиях

=0,76 кг/м³ .

3)Расход газа V, м³/ч, при рабочих условиях бу­дет равен:

_, м³/ч.

м³/ч.

4)диаметр циклона при = 3 м/с:

D = 1,39→ближайший стандартный 1400мм.

м/с.(разность с < 15%, значение удовлетворительно).

5) коэффициент сопротивления циклона:

= = =492,6

6) Гидравлическое сопротивление

= =641 Па.

7) Вязкость газа при Т=0ºС и Р = 0,101 мПа

= =

8. Размер частиц, улавливаемых циклоном при рабочих условиях с эффективностью 50%:

d5o ,

d5o

8. Среднеквадратичное отклонение:

=0,53

8. х= =

= - 0,17, где - заданная величина;

для х = -0,17 Ф(х) = 0,4327.

11) (1+0,4327) = 71,6 %.

12) Свых → ;

Общий коэффициент очистки :

,

Если циклон групповой:

,

Свых= .

Батарейные циклоны.

очищенный газ

Практическое решение задач наилучшего распределения газов, уноса, отвода уловленной пыли и т. д. при необходимости установки большого числа циклонов привело к созданию батарейного циклона. Последний

запыленный газ

запыленный газ

Рис.11Батарейный

циклон

п редставляет собой пылеулавливающий аппарат, составленный из боль­шого числа параллельно включенных циклонных элементов, которые заклю­чены в один корпус, и имеющий об­щий подвод и отвод газов, а также сборный бункер (рис.).

уловленная

пыль

В отличие от обычных циклонов сообщение газовому потоку враща­тельного движения, необходимого для выделения пыли, в элементах бата­рейного циклона достигается не под­водом к ним газов по касательной, а установкой в каждом элементе на­правляющего аппарата в виде винта или розетки. В результате размеры батарейного циклона (в плане) мень­ше размеров обычных циклонов оди­наковой производительности.

Обеспыливаемый газ через вход­ной патрубок 2 поступает в распре-

делительную камеру 3, откуда он выходит в кольцевые зазоры между корпусами элементов 4 и выхлопными трубами 6. В зазорах установле­ны направляющие аппараты 5, закручивающие газовый поток таким образом, что создающаяся центробежная сила отбрасывает частицы пы­ли к стенкам корпусов элементов и пыль ссыпается через пылеотводящие отверстия 7 в сборный бункер 5. Очищенный газ через выхлопные трубы поступает в камеру 1.

Циклонный элемент состоит из корпуса, выхлопной трубы и направ­ляющего аппарата. Газ из распределительной камеры поступает в эле­менты по оси. Лопатки направляющего аппарата сообщают газу враща­тельное движение, и он направляется по нисходящей в сторону отверстия для спуска пыли. Частицы пыли приобретают центробежное ускорение и перемещаются к периферии вращающегося потока. В результате кон­центрация пыли в верхних слоях газа, движущихся у стенок корпуса элемента, возрастает, а в областях, расположенных ближе к оси элемен­та, снижается.

Рис. 12 Элемент батарейного циклона:

а —с направляющим аппаратом типа «винт»: б —с направляющим аппаратом типа «розетка»; в—с направляющим аппаратом типа «розетка» с безудар­ным входом.

Частицы пыли, сконцентрировавшиеся на внутренней поверхности корпуса, движутся вместе с вращающимся потоком и поступают в сборный бункер. При этом в бункер поступает также небольшая часть газов из нисходящего вихря, которая у нормально работающего элемента полностью всасывается через центральную часть отверстия для спуска пыли, давая начало внутреннему восходящему вихрю чистого газа. Частицы пыли отделяются от входящих в бункер газов под дейст­вием сил инерции, возникающей при изменении направления движения на 180º. По мере движения этого потока вверх (в сторону нижнего от­верстия выхлопной трубы) к нему постепенно присоединяются порции газа, отделяющиеся от внутренней части нисходящего вихря. Это явле­ние незначительно увеличивает пылеунос в выхлопную трубу, так как поток воздуха движется со скоростью, недостаточной для противодей­ствия движению частиц к периферии элемента из-за распределения по значительной высоте.

При сопоставлении технико-экономических показателей батарейных и обычных циклонов следует учитывать следующее:

- степень очистки газов в батарейных циклонах несколько ниже той, которую можно достичь в равных по диаметру обычных циклонах. При­нято считать, что примерно одинаковым к. п. д. обладают обычные цик­лоны вдвое большего диаметра, чем батарейные;

- большое число циклонных элементов, объединенных общим бункером в одной секции батарейного циклона, требует равномерного распределе­ния очищаемых газов;

- в случае применения элементов малого диаметра соответствен увеличивается их необходимое число, что повышает опасность неравномерного распределения газов и возрастания вредных перетоков газов между элементами через общий бункер. Поэтому чаще всего для бата­рейных циклонов целесообразно применять элементы диам. 250 мм .

Циклонные элементы характеризуются следующими особенностями. Направляющий аппарат типа «Винт» менее склонен к забиванию золой или пылью, имеет меньший коэффициент гидрав­лического сопротивления, но одновременно обеспечивает и меньшую степень очистки, чем аппарат типа «Розетка». По­следний с безударным входом обеспечивает ту же степень очистки, что и обычный аппарат типа «Розет­ка», при значительно меньшем коэффициенте гидравлического сопротивление. Угол наклона лопаток 25º способствует более высокому коэффициенту очистки, но увеличивает гидравлическое сопротивление по сравнению с сопротивлением при угле наклона в 30º.

Выход газа

Рис.13. Элементы батарейных циклонов:

а - циклон «Энергоуголь»; б — циклон конструкции Семибратовского филиала НИИОгаза.

Рис.14 Прямоточный батарейный циклон ПКН.