Часть I газоочистные аппараты

Глава 1

КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЗООЧИСТНЫХ АППАРАТОВ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ РАБОТЫ

§ 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, представленная на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Классификация пылеулавливающих аппаратов

§ 2. Оценка эффективности работы пылеуловителей

Работа пылеуловителей характеризуется степенью очистки , под которой понимают отношение количества уловленной пыли M к количеству пыли, поступающей в пылеуловитель М₁:

, (1.1)

где М₂ — масса пыли, выходящей из пылеуловителя.

Величина, дополняющая степень очистки пылеуловителя до единицы, получила название степени проскока |:

 = 1 - , (1.2)

Чаще всего эффективность сухого пылеуловителя определяют на основании замера концентрации пыли в газе до пылеуловителя z₁ и после него z₂.

(1.3)

где V₁ и V₂ — расходы газа соответственно на входе в сухой пылеуловитель и выходе из него, отличающиеся на величину присоса воздуха в пылеуловитель.

Как следует из выражения (1.3), абсолютные значения рас­ходов газа V₁ и V₂ находить не обязательно, достаточно знать их отношение V₂/V₁, которое можно определить по изменению концентрации какого-либо газообразного компонента, не вступающего в пределах пылеуловителя в реакции, например SO₂. Заменяя отношение объемов обратным ему отношением концентраций SO₂, получим

, (1.4)

Известно, что эффективность очистки для частиц пыли различных размеров неодинакова. В большинстве случаев лучше улавливается более крупная пыль. Например, кривые парциальных степеней очистки циклонов, построенные в вероятностно-логарифмических координатах для условий, при которых проводилось испытание, имеют вид, показанный на рис. 1.2. Под фракционной степенью очистки понимают массовую долю данной фракции, осаждаемую в пылеулавливающем аппарате. Фракционная степень очистки может быть найдена по рис. 1.2 как среднее значение парциальных степеней очистки частиц пыли, входящих в данную фракцию.

Рис. 1.2. Кривая парциальных степеней очистки в циклонах конструкции НИИОгаза при D_ц=300 мм; _п = 2670 кг/м³; d₅₀ = 13 мкм;  = 18,1•10^-6 Па·с; w = 3,5 м/с (циклоны типа ЦН); w = 2 м/с (циклоны типа СДК-ЦН-33); w = 1,75 м/с (циклоны типа СК-ЦН-34)

Зная фракционный состав пыли и фракционные степени очистки газа в пылеулавливающем аппарате (приведенные к условиям его работы), можно определить общую степень очистки газа в аппарате из выражения

. (1.5)

Степень очистки в значительной степени зависит от свойств пыли и параметров газового потока.

При последовательном соединении нескольких пылеулавливающих аппаратов степени проскока через первый, второй и третий аппараты будут соответственно равны:

М₂/М₁=1-₁; М₃/М₂=1-₂; М₄/М₃=1-₃, (1.6)

Следовательно, общая степень очистки в трех последовательно включенных аппаратах будет равна:

 = 1- М₄/М₁ = 1- (1-₁)(1-₂)(1-₃), (1.7)

В этом случае следует учитывать изменение фракционного состава пыли при переходе из аппарата в аппарат, что можно сделать по формуле

Ф_1вых = Ф_2вх = Ф_1вх(1-'_ф )/(1-₁), (1.8)

где Ф_1вх и Ф_1вых - содержание данной фракции на входе в первый аппарат и на выходе из него, %;

'_ф - фракционная степень очистки от данной фракции в первом аппарате;

₁- общая степень очистки в первом аппарате.

Остаточную запыленность газа легко найти по начальной запыленности и степени проскока:

z₂=z₁(V₁/V₂). (1.9)

Зная z₂, можно определить количество выбрасываемой пыли в атмосферу, которое является исходной величиной для расчета приземных концентраций пыли и потерь металла.

Контрольные вопросы

1. На какие группы делят газоочистные аппараты?

2. Какой принцип действия положен в основу работы каждой группы?

3. Чем различаются парциальная, фракционная и полная степень очистки?

4. Как определяют общую степень очистки при работе нескольких последовательно включенных аппаратов?