2.2. Пример расчета пылеосадительной камеры

Задание 2.1. В пылеосадительную камеру, имеющую размеры (LBH) = 1055 м, для предварительной очистки поступает аспирационный воздух в количестве V_Ог = 12,5 нм³/с из производственного помещения, содержащий пыль кварцевого песка (_п = 3500 кг/м³). Температура очищаемого воздуха составляет Т_г = 20 ^оС. Разрежение в пылеосадительной камере р_г = 1,5 кПа. Концентрация пыли, дисперсный состав которой приведен ниже, составляет 20 г/м³. Определить концентрацию пыли на выходе из пылеосадительной камеры и эффективность пылеулавливания. Подсосами воздуха в пылеосадительной камере можно пренебречь. Дисперсный состав пыли приведен ниже:

Размер частиц, d, мкм	0-10	10-50	50-100	более 100
Массовая доля частиц, Фi, %	10	20	40	30

Решение

1. Объемный расход газов в пылеосадительной камере при рабочих условиях (м³/с):

;

V_г=12,5 = 13,617 м³/с.

2. Динамический коэффициент вязкости воздуха при рабочих условиях (Па^.с):

 = ;

 = =17,8810^-6 Пас;

где значения _о = 17,510^-6 Пас и С = 124 приняты по данным таблицы Приложения 2.

3. Если допустить, что все частицы на входе в пылеосадительной камеры находятся под потолком, то диаметр частиц, больше которого все частицы будут уловлены, можно определить из выражения (2.5):

d = ,

d = = 5,05110^-5 м = 50,51 мкм.

4. Доля частиц размером более 50,51 мкм составляет 69,59%, следовательно, эффективность очистки составляет  =69,59%.

5. Концентрация пыли после очистки, согласно формуле (4.1), составляет:

Z₂ =Z₁(1-);

Z₂ =20(1-0,6959) = 6,08 г/м³.

2.3. Сухие центробежные пылеуловители. Циклоны. Батарейные циклоны Циклоны

Наиболее распространенными сухими центробежными пылеуловителями являются циклоны и батарейные циклоны. Очистка газа от пыли в этих аппаратах основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращательном движении газового потока. Ввиду того, что центробежные силы во много раз больше сил тяжести, в центробежных аппаратах улавливаются частицы более мелкого размера, чем в пылеосадительных камерах. В центробежных пылеуловителях могут улавливаться частицы с размерами более 5 мкм. Однако с высокой эффективностью циклоны способны улавливать пыль только размером 15…20 мкм.

Работа циклона основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газового потока внутри корпуса циклона. Это вращение достигается путем тангенциального ввода газа в циклон. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке газа, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока. Газ, освобожденный от пыли, продолжая вращаться, совершает поворот на 180^о и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу (рис. 2.2.). Частица пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении вращающегося потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона. Ввиду того, что решающим фактором, обусловливающим движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны можно располагать наклонно и даже горизонтально.

В настоящее время разработано большое количество конструкций циклонов, позволяющих учесть специфику их эксплуатации в тех или иных условиях. Наибольшее распространение получили циклоны НИИОгаз, отличительной особенностью которых является наклонный входной патрубок, сравнительно короткая цилиндрическая часть и выхлопная труба, а также малый угол раскрытия конической части. Циклоны НИИОгаз представлены двумя основными сериями: ЦН и С.

Серия ЦН представлена тремя типами циклонов, отличающимися между собой углом наклона входного патрубка к горизонту:

• ЦН-15 с углом наклона 15^о, нормальный и укороченный (ЦН-15у);

• ЦН-11 с углом наклона 11^о, повышенной эффективности с большим гидравлическим сопротивлением;

• ЦН-24 с углом наклона 24^о, с повышенной пропускной способностью, но меньшей эффективностью и гидравлическим сопротивлением.

Рис. 2.2. Типоразмеры циклона НИИОгаз серии ЦН

Серия С (сажевые) представлена циклонами типа СДК-ЦН-33 и СК-ЦН-34, отличающимися улиточным вводом газов, удлиненной конической частью и меньшим диаметром выхлопной трубы. Эти циклоны характеризуются высокой эффективностью и большим гидравлическим сопротивлением.

Все циклоны НИИОгаз нормализованы. Любой из размеров каждого типа может быть выражен в долях от диаметра цилиндрической части корпуса циклона D. Согласно ГОСТ 9617-67 для циклонов, приняты следующие размеры диаметров D, мм: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400, 3000. Вследствие снижения эффективности с увеличением размеров применять циклоны типа ЦН диаметром более 1000 мм не рекомендуется. В этом случае устанавливают группу циклонов, работающих параллельно.