2. Подбор и расчет аппаратов очистки

Подсистема очистки – это подсистема СБЗВ, обеспечивающая уменьшение вероятности процесса выделения ЗВ в воздух приземного слоя атмосферы путем их сепарации непосредственно перед выбросом в атмосферу. Подсистема очистки является вторым этапом при решении задачи по охране атмосферы, от количества частиц ЗВ в очищенном газовоздушном потоке будет зависеть дальнейшее формирование СБЗВ.

Для осуществления процесса очистки возможно применение аэродинамического, гидродинамического, механического, электромагнитного и других методов. С целью обеспечения процесса очистки ЗВ после их улавливания устраивают соответствующие аппараты.

К аппаратам аэродинамического метода очистки газовоздушного потока от крупных частиц ЗВ можно отнести:

1. пылеосадительные камеры;

2. жалюзийные аппараты;

3. циклоны в одиночном и групповом исполнении;

4. батарейные циклоны;

5. дымососы-золоуловители.

Основным достоинством большинства из этих аппаратов является простота конструкции, однако, эффективность очистки часто оказывается недостаточной.

Дисперсный состав пыли задается двумя параметрами d_m и lgσ_ч, которые нужны для выбора аппарата очистки. Группа дисперсности пыли может быть определена на основании данных анализа дисперсности по интегральной кривой распределения частиц по размерам (рис.1). Данные, необходимые для построения интегральной кривой распределения частиц по размерам приведены в таблице 5.

Таблица 4.

Результаты расчета % по массе и % по нарастающей

Фракция, мкм	dср, мкм	m´фр, гр	% по массе	% по нарастающей
0 – 5
5 – 10
10 – 20
20 – 30
30 – 40
40 – 50
50 – 60
60 – 70
70 – 80
80 – 90
90 – 100
		Σ=	100%

% по массе рассчитывается по формуле:

% по массе = (16)

По рис.1 определяем параметры lg d₅₀ (lg d_m) и lg d_15,9: lg d₅₀ =15, lg d_15,9 = 6,6

lg σ_ч = lg d₅₀ – lg d_15,9 (17)

lg σ_ч =

Порядок расчета циклонного аппарата.

Расчет циклонных аппаратов сводится к определению диаметра аппарата и эффективности очистки воздуха от пыли в циклоне. Расчет проводится в два этапа. На первом этапе, выбрав тип циклона, определяют диаметр аппарата, на втором этапе по известному диаметру определяют эффективность очистки воздуха от пыли.

1. Тип циклона – ЦН-15. Оптимальная скорость воздуха в этом аппарате ω=3,5 м/с.

2. Необходимая площадь сечения циклона определяется по формуле:

м² (18)

где Q_р – количество очищаемого воздуха при рабочих условиях, м³/с (Q_р = 0,5 м³/с  6 = 3 м³/с).

3. Диаметр циклона определяем по формуле:

м (19)

где N – количество циклонов, шт., N = 1 шт.

Ближайший стандартный диаметр циклона D = 1000мм.

4. Действительная скорость воздуха в циклоне определяется по формуле:

м/с (20)

Скорость воздуха в циклоне не должна отличаться от оптимальной более чем на 15%: ……..

. Разность скоростей составляет …….. что не превышает 15%.

5. Потери давления ΔР в циклоне определяются по формуле:

Па (21)

где ξ – коэффициент гидравлического сопротивления, соответствующий заданному типу циклона, так как циклон работает на выхлоп в атмосферу, то ξ=163.

6. d^т₅₀=4,5; lgσ^т_η=0,352 – параметры, характеризующие эффективность циклона.

7. Параметр d₅₀ при рабочих условиях (диаметр циклона, скорость потока, плотность пыли, динамическая вязкость газов) определяется по формуле:

(22)

где D, ρ_ч, μ, ω – соответственно, принятый диаметр циклона, плотность частиц, кинематическая вязкость воздуха, скорость потока при рабочих условиях. Параметры с индексом «т» соответствуют условиям стандартных испытаний (D_т=0,6 м; ρ_ч.т=1930кг/м³; μ_т=22,2*10^-6 Па*с; ω_т=3,5 м/с).

8. Параметр х определяется по формуле:

(23)

где σ_η, σ_ч – параметры, характеризующие дисперсность пыли (lgσ_η = 0,352, lgσ_ч = 0,356).

9. Определяем значение Ф(х), представляющее собой полный коэффициент очистки воздуха (η), выраженный в долях.

10. Эффективность Е для каждого диаметра определяется по формуле:

(24)

Данные расчетов представлены в таблице 6.

Таблица 5

Результаты расчета х, Ф(х)

dср, мкм	х	Ф(х)	Е, %
2,5
7,5
15
25
35
45
55
65
75
85
95

Общая эффективность очистки Е_о определяется по формуле:

(25)

Полученное значение Е_о сравниваем с требуемым Е_тр: Е_о=87,11%  Е_тр=97,1%

Выбранный тип циклона ЦН-15 не будет обеспечивать необходимую степень очистки. Необходимо выбрать другой тип пылеуловителя или рассчитать двухступенчатую систему очистки.