Oxorona_atmosfernogo_povitria / Vetoshkun_Puloo4ustka

Таблица 4.2. Соотношение размеров (в долях внутреннего диаметра) для циклонов

ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-24

*Больший размер принимается при малых D и большой запыленности

Кконическим циклонам НИИОГаз относятся аппараты СДК-ЦН-33,

СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М (рис. 4.2,г; табл. 4.3). Циклоны имеют удлиненную коническую часть и спиральный входной патрубок. Циклоны обладают

41

высокой эффективностью очистки. Они предназначались для улавливания сажи.

Таблица 4.3. Соотношение размеров (в долях диаметра D) для циклонов

СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М

Фракционная эффективность циклонов ЦН-11, ЦН-15 и конических циклонов представлена на рис. 4.7.

42

Применяют для улавливания сухой не слипающейся, не волокнистой и абразивной; а также слабослипающейся (сажа, тальк) пыли. Пылегазовый поток проходит в бункер через кольцевую щель между двумя соосными конусными поверхностями. Обеспыленный газ (воздух) возвращается в корпус циклона через отверстие в вершине внутреннего конуса.

Таблица 4.5. Соотношение размеров (в долях диаметра D) для циклонов

типа ВЦНИИОТ

Для унификации циклонов (их в нашей стране применяется несколько десятков типов) в институте охраны труда (Санкт-Петербург) были проведены сравнительные испытания по единой методике. По результатом испытаний циклон ЦН-11, как обладающий наибольшей эффективностью и хорошо приспособленный для групповой установки, был рекомендован для преимущественного применения. Циклоны ЦН-15, СИОТ и ВЦНИИОТ несколько уступают по эффективности циклону ЦН-11, но имеют определенные преимущества в отношении габаритов: циклон СИОТ по высоте на 30 % меньше, чем ЦН-11, но больше его по диаметру на 17%; диаметр циклона ЦН-15 на 10% меньше, чем ЦН-11.

Циклоныбольшихразмеровимеютхудшиепоказателипоочистке, ипоэтому часто для достижения необходимой пропускной способности компонуют группы циклонов меньшего диаметра. Компоновка может выполняться прямоугольной или круговой. Группы циклонов обычно имеют общие подводящие и отводящие коллекторы, объединенныйпылесборник. Бункерыгрупп до4 циклоновмогутвыполняться круглой и прямоугольной формы, выше 4 - только прямоугольной. Группы рекомендуется компоновать из четного числа циклонов. Общее количест-

45

во циклонов в группе может быть доведено до 16, однако более 8 циклонов компоновать вместе нежелательно. При большом числе циклонов практически невозможно организовать равномерное распределение газов ко всем аппаратам, что приводит к нерасчетным режимам их работы и существенному снижению степениочисткигаза. Ухудшаюточистку иперетокипыли вобщем бункере, из-за которых она интенсивнее, чем в одиночных циклонах, захватывается очищенным газом.

Батарейные циклоны. При необходимости обеспечения большой пропускнойспособностииспользуютбатарейныециклоны(мультициклоны). Онисостоят из циклонных элементов, объединенных в одном корпусе и имеющих общий бункер. Подключение циклонов параллельное от общего коллектора загрязненных газов, отвод очищенного газа также объединен. Циклонные элементы могут бытьсвозвратнымпотокомилипрямоточные. Прямоточныеэлементыобладают всеми недостатками аналогичных одиночных циклонов и используются реже возвратно-поточных. В отечественных циклонных элементах подвод загрязненных газов производится коаксиально через завихрители типа "винт" и "розетка" (рис. 4.10, аиб) илитангенциальночерез укороченныеулитки(рис. 4.10, в); четырехзаходныйулиточный(рис. 4.10, г).

Розеточные завихрители по сравнению с винтовыми обеспечивают более высокую очистку газа, но в большей степени подвержены забиванию пылью. Для пылей третьей группы слипаемости направляющие типа "розетка" не рекомендуются, а пыли четвертой группы (сильнослипающиеся) вообщенежелательноочищатьвбатарейныхциклонах.

46

Таблица 4.6. Технические характеристики батарейных циклоновсвозвратно-поточными

элементами.

Таблица4.7.. Техническиехарактеристикибатарейныхциклоновспрямоточными

элементами.

4.2.2. Расчет циклонов

При проектировании циклона выбирают его геометрию, затем определяют размер, фракционную эффективность, перепад давления и потребную для каждого циклона мощность. Эти расчеты основываются на заданных скорости потока газа, составе, температуре, давлении, концентрации пыли, а также на данных о дисперсном составе пыли. Эти данные необходимы,

48

чтобы сформулировать требования к устройству для вторичного улавливания пыли, если таковое предполагается использовать.

Циклоны обычно выбирают из числа серийных, исходя из производительности по газовому потоку. В дальнейшем проводят расчет критического (минимального) диаметра частиц dкр , полностью улавливаемых аппара-

том, эффективности улавливания пыли η и гидравлического сопротивления циклона Pц .

Критический размер частиц может быть найден, к примеру, по следующей зависимости:

где Vг - объемный расход газа, м3/с; υвхг - скорость газа на входе в циклон, м/с; Dц , b - характерные размеры циклона, показанные на рис. 4.11.

Рис. 4.11. К расчету одиночного циклона:

1 – входной патрубок; 2 – выходная труба; 3 – цилиндрическая камера; 4 – коническая камера; 5 – пылеосадительная камера.

Объем циклона Vц рассчитывают по зависимости на основе геометрических параметров, приведенных на рис. 4.11:

49

Эффективность улавливания можно рассчитывать по зависимости:

ε =1 − exp[−2(cψ)1(2n+2) ] . (4.24)

Величину с в зависимости (4.24) рассчитывают по уравнению:

Величина ψ в уравнении (4.24) есть не что иное, как модифицирован-

ный инерционный параметр, характеризующий состояние пылегазовой смеси:

Значение п может быть найдено по формуле

где Tг - абсолютная температура газов, К.

Гидравлическое сопротивление циклонов можно рассчитать по общепринятой для однофазных потоков формуле:

где υг - скорость газа в свободном сечении циклона; ξц - коэффициент сопротивления циклона, рассчитанный по скорости υг и зависящий от со-

стояния поверхности аппарата, концентрации и свойств частиц, поэтому определяется для каждой конструкции по справочникам.

Вциклонных аппаратах формируются сложныепотоки, аэродинамические параметры которых (скорости, давления, концентрации частиц загрязнителей и их фракционный состав) непрерывно меняются. Методы теоретического определения коэффициентов очистки из-за значительного расхождения результатов с опытом неприменимы для практического использования. Из эмпирических методов наиболее надежны расчеты по парциальным коэффициентам очистки, найденнымэкспериментально.

Как показывает опыт, величины парциальных коэффициентов осаждения для многих типов циклонов вполне удовлетворительно аппроксимируются прямой линией в вероятностно-логарифмической системе координат. Это позволя-

50