1.3 Технологический расчет фильтров
Технологический расчет [1] сводится к определению площади фильтрующей поверхности, гидравлического сопротивления аппарата и эффективности пылеулавливания для выбранного типа фильтра.
Площадь фильтрующей поверхности
, м2
(2.1) где
L
– объемный расход вентиляционных
выбросов, м3/ч;
g – удельная газовая нагрузка при фильтрации, м3/(м2·мин);
Удельная газовая нагрузка
g=gн·C1·C2·C3·C4·C5, м3/(м2·мин) (2.2)
где gн – нормативная удельная нагрузка, которая зависит от вида пыли и ее регенеративных свойств;
Рис.2.3 – Конструктивная схема и габаритные размеры
рукавного фильтра ФРКИ-360
1 – выходной патрубок; 2 – фильтрующие элементы; 3 – входной патрубок;
4 – бункер; 5 – патрубок для подключения сжатого воздуха
C1, C2, C3, C4,C5 – эмпирические коэффициенты, которые учитывают, соответственно, особенности регенерации фильтрующих элементов, влияние концентрации пыли на газовую нагрузку, влияние дисперсного состава пыли в газе, влияние температуры газа и требования к качеству очистки. Значения указанных коэффициентов определяются по табл.2.1 - 2.6.
Табл.2.1 - Значения удельной газовой нагрузки
Значение gн, м3/(м2·мин) |
||||
3,5 |
2,6 |
2,0 |
1,5 |
1,2 |
Опилки Древесная пыль
|
Песок Гипс Зола
|
Цемент Глинозем Известняк Кварц |
Пигмент Силикаты Красители
|
Сажа Технический углерод
|
Табл.2.2 - Значения коэффициента С1* учитывающего особенности
регенерации фильтрующих элементов
-
Способ регенерации фильтра
Тип фильтра
С1
Импульсная продувка сжатым воздухом (ИП)
Обратная продувка и встряхивание (ОПиВ)
Обратная продувка (ОП)
ФРКИ
ФРО
ФР
1
0,70…0,85*
0,55…0,7*
* Меньшие значения принимаются для рукавных фильтров из плотной ткани, большие - для фильтров из стеклоткани.
Табл.2.3 - Значения коэффициента С2, учитывающего влияние
концентрации пыли Свх в вентиляционных выбросах
Свх, г/м3 |
С2 |
Свх, г/м3 |
С2 |
Свх, г/м3 |
С2 |
Свх, г/м3 |
С2 |
1 2 |
1,12 1,10 |
4 6 |
1,08 1,04 |
8 10 |
1,02 1,00 |
12 14 |
0,97 0,95 |
Табл.2.4 - Значения коэффициента С3, учитывающего влияние
дисперсного состава пыли в газе.
-
Медианный размер частиц dч, мкм
С3
Медианный размер частиц dч, мкм
С3
Свыше 300
100-300
50-100
1,5…1,7
1,2…1,4
1,1
10-50
3-10
Менее 3
1,0
0,9
0,7…0,9
Табл.2.5 - Значения коэффициента С4, учитывающего влияние
температуры очищаемого газа
-
tг , оС
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
С4
1
0,90
0,84
0,78
0,75
0,73
0,72
0,70
0,68
0,67
Табл.2.6 - Значения коэффициента С5, учитывающего требования
к качеству очистки газа.
-
Содержание пыли после очистки Скон, мг/м3
С5
200
100
50
30
20
10 и менее
1,50
1,25
1,16
1,00
0,98
0,95
Гидравлическое сопротивление рукавного фильтра состоит из сопротивления корпуса аппарата ∆Рк и сопротивления фильтрующих поверхностей ∆Рп
∆Р = ∆Рк + ∆Рп , Па (2.3)
Гидравлическое сопротивление фильтрующих поверхностей характеризуется постоянной ∆Р′ и переменной ∆Р″ составляющими
∆Рп = ∆Р′ + ∆Р″ , Па (2.4)
Постоянная составляющая определяется из соотношения
∆Р′ = Кп·μ·Wф , Па (2.5)
где
Wф=
– скорость
фильтрации, м/с; L
- объемный расход очищаемых газов, м3/ч;
F
- площадь фильтрующих элементов, м2;
μ – вязкость
газа, Па·с, определяется по табл.2.7; Кп
–
коэффициент, характеризующий сопротивление
фильтрующей перегородки с остаточным
слоем пыли, определяется по табл.2.8.
Переменная составляющая гидравлического сопротивления равна
∆Р″==
,
Па
(2.6)
где Ксп
– коэффициент сопротивления слоя пыли,
определяются по табл.2.9; Снач
– начальная концентрация частиц пыли
в потоке, кг/м3;
,
с – продолжительность процесса
фильтрования; h
– высота аппарата.
Табл.2.7 - Динамическая вязкость и плотность сухого воздуха
-
tг , оС
20
30
40
50
60
70
80
μ·106 , Па·с
18,1
18,6
19,1
19,6
20,1
20,6
21,1
ρ, кг/м3
1,205
1,165
1,128
1,093
1,060
1,029
1,00
tг , оС
90
100
120
140
160
180
200
μ·106 , Па·с
21,5
21,9
22,8
23,7
24,5
25,3
26,0
ρ, кг/м3
0,972
0,946
0,898
0,854
0,815
0,779
0,746
Табл.2.8 – Значения коэффициента Кп , характеризующего
сопротивление фильтровальной перегородки
-
№
п/п
Тип фильтрующего материала
Коэффициент Кп, м-1
1
Сукно
(1100…1300)∙106
2
Нитрон
(1350…2000)∙106
3
Лавсан
(2300…2500)∙106
4
Стеклоткань
(3000…32500)∙106
5
Хлорин
(13000…15000)∙106
Эффективность пылеулавливания, соответственно, равна:
(2.7)
Количество входящей пыли
Мнач = L·Снач , г/c (2.8)
Табл.2.9 – Значения величин Ксп характеризующей свойства пыли
К Ксп= 2,5∙109 |
Ксп=6,5∙109 |
Ксп=20∙109 |
Ксп=80∙109 |
Ксп=330∙109 |
Опилки Древесная пыль |
Песок Гипс Зола
|
Цемент Глинозем Известняк Кварц |
Пигмент Силикаты Красители Кокс Зола |
Сажа Технический углерод
|
Количество уловленной пыли после очистки в фильтре
∆M = Mнач·η, г/c (2.9)
Количество пыли, выбрасываемой в окружающую среду
Mкон = Mнач – ∆M, г/c (2.10)