МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

ИНСТИТУТ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ БЕЗ ОТРЫВА ОТ ПРОИЗВОДСТВА

ОТДЕЛЕНИЕ РЕГИОНАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ

(ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВО г. САСОВО)

КАФЕДРА ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

Дисциплина «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ»

направление подготовки: 656300 (260200) “Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств“

специальность:                  250403 (260200) “Технология деревообработки”

специализация:                  250403 (260200) “Технология деревообработки”

Задание на выполнение контрольной работы

Выдано студенту группы _________ _________________________________

Подобрать по варианту № _____ циклон с выхлопом в ___________________.

	Дата	подпись
Выдал
Проверил
Принял

Доцент кафедры процессы и аппараты

деревообрабатывающих производств М.В. Лопатников

Контрольная работа № 2

Проектный расчет циклона

Рис. 1. Схема цилиндрического

циклона

5

Широкое применение для сухой очистки газов получили циклоны различных типов (рис. 1). Газовый поток вводится в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса 1 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит при повороте газового потока в бункере на 180°. Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу 3. Для нормальной работы циклона необходима герметичность бункера. Если бункер негерметичен, то из-за подсоса наружного воздуха происходит вынос пыли с потоком через выходную трубу 5. Для непрерывной работы технологического оборудования при выгрузке пыли циклоны и бункеры могут оборудоваться устройствами типа «мигалка».

Все практические задачи по очистке газов от пыли с успехом могут решаться цилиндрическими (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, ЦП-2) и коническими (СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М, СДК-ЦН-33) циклонами НИИОГАЗа (Государственный научно-исследовательский институт по промышленной и санитарной очистке газов).

Избыточное давление газов, поступающих в циклоны, не должно превышать 2500 Па. Температура газов во избежании конденсации паров жидкости выбирается на 30-50°С выше температуры точки росы, а по условиям конструкции – не выше 400°С. Производительность циклона зависит от его диаметра, увеличиваясь с ростом последнего. Эффективность очистки циклона серии ЦН падает с ростом угла входа в циклон.

Цилиндрические циклоны НИИОГАЗа предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед фильтрами и электрофильтрами.

Конические циклоны НИИОГАЗа серии СК, предназначенные для очистки газов от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН, что достигается за счет большего гидравлического сопротивления циклонов серии СК.

Для очистки больших масс газов применяют батарейные циклоны (БЦ-2, ЦБР-150у), состоящие из большого числа параллельно установленных циклонных элементов. Конструктивно они объединяются в один корпус и имеют общий подвод и отвод газа, имеют общий бункер и дополнительно оснащены закручивающими лопатками. Между собой циклоны соединяются подводящими патрубками и сборными камерами. К недостаткам батарейных циклонов следует отнести подверженность износу входных патрубков и расположенных в газораспределительном коробе участков выходных патрубков первых циклонов. Опыт эксплуатации батарейных циклонов показал, что эффективность очистки таких циклонов несколько ниже эффективности отдельных элементов из-за перетока газов между циклонными элементами.

В данной расчетно-графической работе предлагается рассчитать пылеулавливающий аппарат (циклон), который бы удовлетворял требованиям санитарных и природоохранительных норм по очистке загрязненного производственной пылью воздуха.

В задании рекомендуется использовать цилиндрические и конические циклоны типа ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М, с помощью которых можно решить практически любую задачу по очистке запыленного воздуха.

Задание на выполнение контрольной работы № 2

Для проведения проектного расчета циклона НИИОГАЗа заданы следующие исходные данные (табл. 1 и 2 по номеру варианта, задаваемого преподавателем):

• наименование и марка технологического оборудования, установленного в цехе;

• дисперсный состав пыли d₅₀ и σ_ч;

• плотность частиц пыли ρ_ч;

• температура воздуха t, забираемого из цеха.

Требуется:

• рассчитать и подобрать тип и минимальное количество циклонов, очищающих запыленный воздух до концентрации пыли ниже ПДК;

• выполнить чертеж циклона с бункером для сбора пыли или группы циклонов, объединенных общим бункером, подобранных в результате проведенных расчетов на ватмане формата А4.

Выполнение проектного расчета:

А. Расчет требуемой эффективности очистки:

1. Согласно заданию по данным табл. 1 и табл. 2 для деревообрабатывающего оборудования, установленного в цехе, необходимо определить для каждого минимальный расход отсасываемого воздуха L, м³/ч, и максимально возможный выход пыли m, кг/ч.

2. Определить суммарный расход отсасываемого воздуха L, м³/ч,

L = L₁ + L₂ +...+ L_n, (21)

где n – количество станков, от которых производится отбор пыли.

3. Определить суммарный выход пыли m, кг/ч

m = m₁ + m₂ +...+ m_n. (22)

4. Определить концентрацию пыли на входе в циклон c_вх, кг/м³

. (23)

Такая величина начальной запыленности соответствует условиям, когда в технологическом процессе выделяется теоретически возможное максимальное количество пыли, отсасываемой данной аспирационной системой.

5. Максимально допустимая концентрация пыли в воздухе после очистки с_вых, кг/м³ является задаваемой расчетчиком величиной.

Строительными нормами и правилами регламентируется величина запыленности выбросов в атмосферу в зависимости от расхода выбрасываемого запыленного воздуха в единицу времени.

При расходе запыленного воздуха L ≤ 15000 м³/ч

с_вых = (160000 – 4∙L)∙10^-9∙К. (24)

При расходе запыленного воздуха L > 15000 м³/ч

с_вых = 10^-4∙К. (25)

Коэффициент К принимается в зависимости от величины ПДК данной пыли в воздухе рабочей зоны, установленной санитарными нормами. При ПДК рабочей зоны ПДК_рз < 6∙10^-6 кг/м³ коэффициент К изменяется от 0 до 1. ПДК рабочей зоны для древесной пыли составляет ПДК_рз = (6÷10)∙10^-6 кг/м³ и коэффициент К можно принять равным единице.

6. Требуемая эффективность очистки воздуха перед выбросом в атмосферу определяется по исходным данным концентрации пыли на входе и выходе из пылеуловителя η_т

. (26)

7. Если эффективность очистки воздуха η_т, полученная при расчетах по формулам (21)-(26) окажется выше эффективности очистки, которую в реальных условиях осуществляют циклоны (η = 70-95%), то необходимо: задаться новым суммарным расходом отсасываемого воздуха (так как в табл. 2 задан минимальный расход отсасываемого воздуха); по формулам (21)-(26) пересчитать η_т, до выполнения условия, когда эффективность очистки составляет η_т ≈ 90%; принять полученное η_т и перейти к п. Б. Расчет и выбор циклона.