10043

УДК 628.5

Бодров М.В. Природоохранные системы теплоэнергетики : учебно-методическое пособие / М.В. Бодров, М.С. Морозов ; Нижегородский государственный архитектурностроительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 154 с. : ил. – Текст : электронный.

Ключевые слова: аспирация, циклоны, аэродинамика, коэффициент аэродинамического сопротивления, пылеочистка, пыли, вентиляция, аспирационные коллекторы, пылеулавливающие аппараты, эффективность очистки.

Изложены общие сведения о процессах пылеочистки, свойствах газов и дисперсных материалов, об источниках пылеобразования, физико-химические свойства пылей и золы. Приведены методики по оценке эффективности и расчету циклонов и вихревых пылеуловителей. Указаны технические характеристики и области применения возвратнопоточных циклонов. Пособие содержит методики расчета систем аспирации, включая их аэродинамический расчет, подбор пылеуловителей и вентиляционного оборудования.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к лекционным и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Природоохранные системы теплоэнергетики» по направлению подготовки 13.03.01. Теплоэнергетика и теплотехника, профиль Промышленная теплоэнергетика.

© М.В. Бодров, М.С. Морозов, 2022 © ННГАСУ, 2016

ВВЕДЕНИЕ

Инженерные системы, удаляющие от технологического оборудования отходы производства в виде газов и пылевоздушных смесей, подающие их к газоочистным и пылеулавливающим устройствам и осуществляющие их очистку, являются газоочистными и пылеулавливающими сооружениями в составе промышленных предприятий. К ним относятся системы аспирации технологических процессов и оборудования. Ни одно современное деревообрабатывающее производство не может функционировать без систем аспирации. Конструкция деревообрабатывающего оборудования должна предусматривать наличие специальных устройств (кожухов, укрытий, отсосов и пр.), оканчивающихся патрубками для подключения к аспирационным системам.

Проектирование и эксплуатация пылеулавливающего оборудования аспирационных систем сводится к решению задач эффективного и надежного обеспыливания воздуха в рабочей зоне производственных помещений и охраны атмосферного воздуха от загрязнения пылевыми выбросами с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.

Данное учебно-методическое пособие направлено на изучение студентами: общих основ процессов пылеочистки; сведений о свойствах газов и дисперсных материалов, источниках пылеобразования, физико-химические свойства пылей и золы; методик по оценке эффективности и расчету циклонов и вихревых пылеуловителей; основных технических характеристик и областей применения возвратно-поточных циклонов.

Пособие содержит методики расчета систем аспирации, включая их аэродинамический расчет, подбор пылеуловителей и вентиляторов. В тексте приведены основные технические характеристики (включая область применения, геометрические размеры, зависимости для их подбора и определения эффективности пылеулавливания) наиболее распространенных циклонов ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-24, ЦМС-27, СЦН-40, СИОТ,

3

Гипродрева, Ц, конструкции Гипродревпрома, а также пылеуловителей ПУМА

и ПУМА-М.

4

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ И АППАРАТАХ ПЫЛЕОЧИСТКИ

1.1. Свойства газов

Чаще всего газами, подлежащими очистке, являются воздух или дымовые газы. Плотность, вязкость, теплоемкость, молекулярная масса, газовая постоянная и другие существенные для процессов пыле- и золоулавливания свойства воздуха и дымовых газов, образующихся при сжигании различных видов топлива, мало отличаются между собой, поэтому при отсутствии других данных значения перечисленных величин для дымовых газов могут быть приняты по табличным данным для воздуха или дымовых газов, то это может быть связано только с особенностями технологического процесса,

сопровождающегося выделением этих газов. Данные об их составе должны быть выданы организацией, связанной с разработкой или эксплуатацией соответствующего технологического оборудования.

Содержание компонента i в смеси газов, состоящей из n компонентов,

может быть задано в процентах А или в долях a от единицы объема, в

процентах В или долях b от единицы массы. Для пересчета этих величин при переходе от одного способа задания состава газовой смеси к другому служат следующие общепринятые соотношения:

i/ pri

i 1

Втехнике пылеулавливания к анализу химического состава газов прибегают главным образом в тех случаях, когда это оказывается удобным для выявления присосов воздуха и газоходы и аппараты работающие под

разряжением. Для этого достаточно установить на входе в газоочистной аппарат и на выходе изнего содержание какого либо из легко поддающихся

3

определению компонентов отсутствующих в атмосфернм воздухе, либо присутсвующем в нем в отличной от очищаемых газов концентрации. В случае дымовых газов такими компонентами могут быть СО2 или О2.

Коэффициент присоса – это отношение объема присасываемого воздуха к объему газов на входе в аппарат, определяемое по формуле:

Анализ газов на СО2 и О2 обычно производится переносными химическими газоанализаторами.

Следует отметить, что в различных отраслях науки и техники (а,

соответственно, и в различных литературных источниках) под термином

«Нормальные условия» подразумевают различные значения физических параметров газов, на что необходимо обращать внимание. Например:

1)согласно [1, 2] абсолютная температура Т0=273 K (tг = 0°С) и

барометрическое давление рбар = 101325 Па;

2)согласно [3] абсолютная температура Т0 = 293 K (tг = +20°С),

барометрическое давление рбар = 101340 Па, относительная влажность 50 %.

Динамический коэффициент вязкости µ часто называют динамической вязкостью или просто вязкостью. Наряду с динамическим иногда применяется кинематический коэффициент вязкости (кинематическая вязкость) ν, м2/с,

при постоянном давлении). Теплоемкость реальных газов зависит от температуры и давления, при которых они находятся, однако в тех интервалах температур и давлений, с которыми приходится сталкиваться в технике пылеулавливания, эта зависимость достаточно слаба и, как правило, не учитывается [2].

6

Рис. 1. Диаграмма зависимости динамической вязкости µt и плотности ρгt воздуха от его температуры. Диаграмма составлена автором на основании данных [5, 6]

Таблица 2

Основные физические свойства газов [2, 3]