6.8 Багатоступінчате очищення від пилу

При сучасних вимогах до чистоти повітря одноступінчате очищення в більшості випадків не може забезпечити його необхідного знепилювання. В основному повинно застосовуватися багатоступінчате очищення. Для цього необхідний раціональний підбір пиловловлювачів з урахуванням всіх факторів: вимог до якості повітря, властивостей, цінності пилу і можливість його використання, наявності енергетичних, водних ресурсів, економічних показників, тощо.

Приклад 17. Підібрати устаткування для очищення повітря від волокнистого пилу.

Аспіраційна установка видаляє 7 100 м³/год повітря, початкова запиленість якого 5 100 мг/м³. Дисперсний склад пилу наведений в табл. 6.17.

У пилі міститься 8,35 % вільного SiO₂. Система працює в режимі повної рециркуляції.

Розрахунок. За санітарними нормами повітря, яке подається після пиловловлюючого устаткування в робочу зону, повинно містити не більше 30 % гранично допустимої концентрації, пилу у повітрі (ГДК=4 мг/м³): С_зал=1,2 мг/м³.

Відповідно необхідний ступінь очищення повітря ε (%):

%.

Для досягнення такого високого ступеню очищення необхідно спроектувати двоступінчате очищення повітря. В якості 1-го ступеню очищення повітря використовується циклон з конусом – коагулятором, в якості 2-ого – мокрий пиловловлювач. Схема установки наведена на рис.6.15.

У табл.6.17 наведені також дані про фракційну ефективність прийнятих пиловловлювачів для очищення повітря від волокнистого пилу.

Таблиця 6.19 – Дисперсний склад пилу і фракційна ефективність уловлювання

1-й ступінь очищення			2-й ступінь очищення
Діаметр частки, мкм.	Дисперсний склад до очищення Cф, %	Фракційна ефектив­ність влов­лю­вання, %	Діаметр частки, мкм.	1Дисперсний склад до очищення C1ф, %	2Фракційна ефективність вловлюван­ня, %
0-5	0,1	90	0-5	0,01	99
5-10	1 ,0	95	5-10	0,05	99,6
10-20	2 ,0	98	10-20	0,04	99
20-30	4 ,5		20-40	0,075	100
30-40	4,9	99,2
40-50	5 ,5		40-60	0,088	100
50-60	12,0	99,5
50-80	18,0
>80	52,0	100
	Σ=100			Σ=0,263

Примітки: 1) У стовпчику наведений дисперсний склад пилу перед 2-м ступенем очищення (у % від початкового вмісту пилу в даній фракції ).

2) Підсумок у стовпчику, рівний 0,263%, відповідає 100 % пилу, який надходить на 2-ий ступінь очищення.

Рисунок 6.15 – Схема двоступінчатого очищення повітря від пилу:

1 – пневмат; 2 – повітрохід; 3 – циклон з конусом-коагулянтом; 4 – вентилятор; 5 – мокрий пиловловлювач.

Ефективність очищення запиленого повітря після кожного ступеню визнаємо за формулою:

, (6.95)

де – вміст кожної фракції пилу, ε_ф1, ε_ф2, ε_фn, – фракційна ефективність вловлювання пилу даної фракції, %; ΣG_фn – сумарна кількість пилу, що надійшла на очищення на даному ступені.

Ефективність 1-го ступеню по складає 99,74 %, а залишковий вміст С₁=5 100·(1-0,9974)=13,26 мг/м³.

Фракційний склад пилу перед 2-м ступенем очищення визначаємо за формулою:

, %, (6.96)

де ε_фn фракійна ефективність 1-го ступеню (табл. 6.15). Результати розрахунку фракційного складу на вході в 2-й ступінь наведені в табл. 6.19. Тоді ефективність очищення повітря на 2-му ступені установки складає 99,73 %.

Залишковий вміст пилу за масою в повітрі 2-го ступеню очищення складає С₂=13,26·(1-0,9973)=0,0358≈0,04 мг/м³

При допустимому залишковому вмісті пилу в повітрі 1,2 мг/м³ отримане значення 0,04 мг/м³ задовольняє вимоги.

Таким чином пиловловлююче устаткування для двоступін­чатого очищення запиленого повітря вибране правильно.

Гідравлічний опір установки Н_заг визначаємо за формулою:

Н_заг=Н₁ + Н₂, (6.97)

де Н₁ – гідравлічний опір 1-го ступені, який розраховується за формулою:

. (6.98)

Для циклону з конусом-коагулятором коефіцієнт гідравлічного опору дорівнює 6,2. Приймаємо циклон з конусом-коагулятором продуктивністю 7 000 м³/год з розміром вхідного патрубка 225×450 мм.

Швидкість повітря на вході в циклон:

м/с.

Приймаємо густину повітря при температурі 20°С рівну 1,2 кг/м³.

Тоді

Па.

Гідравлічний опір 2-го ступеню Н₂, за даними дослідних випробувань рівний 380 Па. Тоді загальний гідравлічний опір установки складає:

Н_заг=1 444+380 = 1 824 Па.