3.5. Пример расчета зернистого фильтра

Задание 3.2. Определить степень очистки и гидравлическое сопротивление р зернистого фильтра толщиной Н_сл = 100 мм при эквивалентном диаметре зерен d_экв = 4 мм, порозности слоя _п = 0,55; скорости фильтрования w_ф = 0,3 мс и продолжительности периода фильтрования 45 минут. Принять плотность газа равной _0г = 1,3 кгм³, динамический коэффициент вязкости газа _0г = 16  10^-6 Пас ( при с = 135) температуру газа Т = 300 ^оС, барометрическое давление Р_бар = 100 кПа, разрежение перед аппаратом Р_г = 300 Па, начальную запыленность газа z₀ = 15 г/м³, плотность частиц пыли _п = 4 г/см³, среднемедианный диаметр частиц пыли d_m = 18 мкм, логарифм среднеквадратичного отклонения размеров частиц пыли lg_п = 0,45.

Решение

1. Коэффициент захвата при заданном режиме работы слоя

К_сл =

К_сл =

2. Степень очистки газа зернистым слоем, в долях от единицы:

.

3. Плотность газа перед фильтром при рабочих условиях:

 

кг/м³

4. Запыленность газа перед фильтром при рабочих условиях:

 

г/м³.

5. Гидравлическое сопротивление зернистого слоя после регенерации с учетом оставшейся в нем пыли:

 

Па.

6. Прирост сопротивления слоя за счет уловленной пыли:

 Па

7. Гидравлическое сопротивление слоя перед регенерацией:

 

Па.

4. Аппараты мокрой очистки газов от пыли

Работа газоочистных и пылеулавливающих аппаратов мокрого типа основана на захвате улавливаемых частиц жидкостью, которая удаляет их из аппаратов в виде шлама.

Достоинствами пылеуловителей мокрого типа, обусловившими до недавнего времени их широкое распространение для очистки газов в металлургии и других отраслях, являются:

• простота конструкции и сравнительно невысокая стоимость;

• более высокая эффективность по сравнению с механическими пылеуловителями инерционного типа;

• меньшие габариты по сравнению с тканевыми фильтрами и электрофильтрами;

• возможность использования при высоких температурах и повышенной влажности газов;

• работа с взрывоопасными газами;

• возможность улавливания вместе со взвешенными твердыми частицами паров и газообразных компонентов.

Однако в последнее время преимущество отдается сухим пылеулавливающим аппаратам. Это связано с недостатками мокрых пылеуловителей, основными из которых являются:

• значительные затраты энергии при высоких степенях очистки;

• получение уловленного продукта в виде шлама, что затрудняет его последующее использование или утилизацию;

• необходимость организации громоздкого оборотного цикла водоснабжения, что значительно удорожает стоимость очистки;

• образование отложений влажной пыли в газоходах, оборудовании, дымовых трубах и их коррозионный износ;

• ухудшение условий рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере после выброса из дымовых труб.

Для улавливания пыли с использованием жидкости применяют два основных способа захвата частиц: каплями жидкости и пленкой жидкости.

Аппараты очистки, в которых захват частиц осуществляется каплями жидкости, относят к группе аппаратов с промывкой газов жидкостью («промывным пылеуловителям»). В этих аппаратах запыленный поток промывают диспергированной жидкостью. Во время промывки частицы пыли захватываются каплями жидкости и выводятся из газового потока. В зависимости от температуры, давления и влажности газов в процессе промывки может происходить испарение капель или конденсация паров из газового потока, частицы пыли при этом могут служить ядрами конденсации. Использование конденсационного эффекта может значительно улучшать условия осаждения пыли.

Аппараты очистки, в которых захват частиц осуществляется пленкой жидкости, относят к группе жидкопленочных мокрых пылеуловителей. В этих пылеуловителях поток частиц пыли направляют на поверхность жидкости, смоченную жидкостью пленку или пленку специально полученных газовых пузырей.