Вопросы на экзамен

Расчет и проектирование очистных сооружений

1. Основы классификации газоочистных аппаратов

Наличие большого числа газоочистных аппаратов, весьма отличающихся друг от друга как по конструкции, так и по принципу действия, затрудняет точную их классификацию. По способу очистки существующие пылеуловители делят на группы сухой, мокрой и электрической очистки.

Для сепарации частиц пыли из газового потока в сухих аппаратах используют принципы инерции или фильтрования. В мокрых аппаратах это достигается промывкой запыленного газа жидкостью или осаждением частиц пыли на жидкостную пленку. В электрофильтрах осаждение происходит в результате сообщения частицам пыли электрического заряда. Вредные газообразные компоненты улавливают в аппаратах сорбционного типа.

В основу классификации газоочистных аппаратов, наиболее часто встречающихся на металлургических предприятиях, может быть положена схема:

2. Оценка эффективности работы пылеуловителей

Для оценки эффективности работы пылеуловителей принимают во внимание следующие показатели:

• Общая эффективность обеспыливания. Это количество пыли, задержанной в пылеуловителе, по отношению к количеству пыли, содержащейся в обеспыливаемом газе.

• Фракционная эффективность. Определяет полноту улавливания частиц определённых размеров. Её выражают процентом отделённых в пылеуловителе частиц пыли определённых размеров.

• Остаточное содержание пыли в газе при выходе его из пылеуловителя.

• Распределение остатка пыли в газе по размеру частиц или скорости витания.

Также существенным фактором для оценки эффективности пылеуловителей является расход потребляемой энергии.

Основным показателем, характеризующим работу пылеуловителей, является коэффициент (степень) очистки (эффективность обеспыливания). 

3. Пылеосадительные камеры и коллекторы

Пылеосадительные камеры относятся к простейшим устройствам для улавливания крупных сырьевых частиц или пыли. Они действуют по принципу осаждения частиц при медленном движении пылегазового потока через рабочую камеру, поэтому основными размерами камеры являются ее высота и длина. Геометрические размеры определяют время пребывания пылегазового потока в камере.

Даже самые совершенные по конструкции пылеосадительные каме­ры занимают много места, а поэтому в качестве самостоятельных элементов пылеулавливающей системы находят ограниченное применение. Однако упрощенные варианты пылевых камер применяются в каче­стве элементов основного технологического оборудования. Пылевые камеры позволяют улавливать грубые частицы, что предотвращает осаждение этих частиц в соединительных газоходах и разгружает высокоэффективные пылеуловители – рукавные фильтры, электрофильтры. Камеры изготавливают из кирпича, железобетона или стали.

1 – корпус; 2 –пылеотводящий бункер.

Пылеосадительная камера

Расчет пылевой камеры сводится к определению площади осаждения, т. е. площади днища камеры. При этом принимают ряд допущений: пыль равномерно распределяется по сечению камеры как по концентрации, так и по дисперсности; она состоит из шаровых частиц и полностью подчиняется закону Стокса; скорость газа по сечению ка­меры принимается равномерной; результат действия конвекционных токов и турбулентности газового потока на частицы пыли равен нулю; осевшая пыль не уносится из камеры.

Эффективность работы пылеосадительной камеры в значительной степени зависит от того, насколько равномерна раздача потока. Для этой цели камеры оборудуют газораспределительными решетками или применяют диффузоры с рассечками.

В вертикальных пылеосадительных камерах улавливаются частицы со скоростью оседания выше скорости пылегазового потока. Эти аппараты применяются для улавливания крупных частиц из газов небольших вагранок. Более сложными являются камеры дефлекторного типа, в которых пыль собирается в кольцевом коллекторе, окружающем дымовую трубу.

Чтобы повысить эффективность очистки в пылевой камере и уменьшить ее размеры, гравитационное осаждение совмещают с инерционным. В частности, проектируют такую конструкцию, в которой резко меняется направление движения воздушного потока. При этом на частицы начинают действовать инерционные силы, заставляющие их стремиться двигаться в прежнем направлении. В результате частицы легко отделяются от газового потока. По такому принципу работают многие инерционные пылеуловители. В качестве примера можно привести конструкцию «пылевых мешков», которые являются типичными в этом классе.

Для снижения вторичного уноса конструкция инерционных пылеуловителей предусматривает более глубокий бункер и цилиндрическую часть корпуса.