5. Розрахунок і підбір циклона нііогаз.
Метою розрахунку циклона є: вибір типорозміру циклона, визначення гідравлічного опору циклона, розрахунок ступеня очищення й порівняння її з необхідною.
Розрахунок заснований на імовірному підході до процесу пилоуловлювання й проводиться методом послідовних наближень у наступному порядку.
Для розрахунків циклонів НІІОГАЗ необхідні наступні:
1) тип циклона (ЦН-24, ЦН-15, ЦН-15в, ЦН-11);
2) Обсяг газів, що очищають, при нормальних умовах
3)
густина газу при нормальних умовах
;
4) температура газу, t °C;
5)
динамічна в'язкість газів при робочій
температурі
;
6)
барометричний тиск
;
7)
розрідження (тиск) у циклоні
;
8)
початкова концентрація пилу в газі
.
Характеристика
дисперсного складу пилу.
Дисперсним складом пилу називається
характеристика складу пилу по розмірах.
Він показує, яку частку в % по масі
становлять частки в певних діапазонах
їхніх розмірів. Найбільш зручним
є графічне зображення дисперсного
складу пилу у вигляді інтегральних
кривих, кожна крапка яких показує
відносний зміст часток з розмірами
більше або менше даного розміру.
Більшість промислового пилу підкоряється
логарифмічно нормальному закону
розподілу часток по розмірах.
9)
медіанний діаметр
,-
такий розмір, при якому кількість часток
крупніше
дорівнює кількості часток дрібніше
.
10)
стандартне (середньо квадратичне)
відхилення функції розподілу дисперсного
складу пилу
11)
густина часток
12)
необхідний ступінь очищення
.
Рішення:
1.
Визначається густина газу при робочих
умовах
2.
Визначається витрата газу при робочих
умовах
Таблиця
1.
Параметри, що визначають ефективність циклонів НІІОГАЗ.
Параметри для стандартних умов |
Типи циклонів |
|||
ЦН-24 |
ЦН-15в |
ЦН-15 |
ЦН-11 |
|
Діаметр часток, що уловлюють зі ступенем очищення 50% |
8,5 |
6 |
4,5 |
3,65 |
Стандартне відхилення у функції розподілу фракційних ступенів очищення |
0,308 |
0,283 |
0,352 |
0,352 |
Оптимальна
швидкість газів в апарату
|
4,5 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
Діаметр
циклона,
|
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
Щільність
часток,
|
1930 |
1930 |
1930 |
1930 |
Динамічна
в'язкість газу,
|
|
|
|
|
3.
Визначається діаметр циклона
де
-оптимальна швидкість газів в апарату,
,приймається
по табл. 1, N-кількість
циклонів прийнятих в установці.
Отриманий діаметр циклона округляємо до найближчого стандартного і знаходимо дійсну швидкість газів у циклоні , м/с.
Дійсна
швидкість у циклоні не повинна відхилятися
від оптимальної швидкості більш ніж на
15%:
4. Визначається коефіцієнт гідравлічного опору циклона або групи циклонів.
де
-коефіцієнт
гідравлічного опору одиночного циклона
діаметром 500 мм:
Тип циклона
ЦН-24 75
ЦН-15в 165
ЦН-15 155
ЦН-11 245
-поправочний
коефіцієнт на діаметр циклона, визначається
по табл. 2.
Таблиця 2.
Тип циклона |
Діаметр циклона, D, мм |
|||
200 |
300 |
400 |
500 і більше |
|
ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15в |
0,95 |
0,96 |
0,99 |
1,0 |
ЦН-24 |
0,9 |
0,93 |
1,0 |
1,0 |
—
поправочний
коефіцієнт на початкову запиленість
газів, визначається по табл. 3.
Таблиця 3.
Тип циклона
|
Значення при |
||||||
1 |
10 |
20 |
40 |
80 |
120 |
150 |
|
ЦН-11 |
1 |
0,96 |
0,94 |
0,92 |
0,9 |
0,87 |
0,85 |
ЦН-15 |
1 |
0,93 |
0,92 |
0,91 |
0,9 |
0,87 |
0,86 |
ЦН-15в |
1 |
0,93 |
0,92 |
0,91 |
0,89 |
0,88 |
0,87 |
ЦН-24 |
1 |
0,95 |
0,93 |
0,97 |
0,9 |
0,87 |
0,86 |
-
коефіцієнт, що враховує додаткові втрати
тиску, пов'язані з компонуванням циклонів
у групу, для одиночних циклонів ДО3
= 0.
5.
Визначається гідравлічний опір циклона
,
Па
6.
Визначається діаметр часток, що вловлюють
циклоном
зі ступенем очищення, рівної
50%,
мкм.
де
,
,
,
- параметри для стандартних умов.
7.
Визначається параметр
:
де
-
параметр, прийнятий по табл. 1.
8.
По таблиці 5 для величини
визначається значення нормальної
функції розподілу,
Таблиця
5.
Значення нормальної функції розподілу.
|
|
|
|
|
|
|
|
-2,7 |
0,0035 |
-1,06 |
0,1446 |
0 |
0,5000 |
1,08 |
0,8599 |
-2,6 |
0,0047 |
-1,04 |
0,1492 |
0,02 |
0,5080 |
1,1 |
0,8643 |
-2,5 |
0,0062 |
-1,02 |
0,1539 |
0,04 |
0,5160 |
1,12 |
0,8686 |
-2,4 |
0,0082 |
-1 |
0,1587 |
0,06 |
0,5239 |
1,14 |
0,8729 |
-2,3 |
0,0107 |
-0,98 |
0,1635 |
0,08 |
0,5319 |
1,16 |
0,8770 |
-2,2 |
0,0139 |
-0,96 |
0,1685 |
0,1 |
0,5398 |
1,18 |
0,8810 |
-2,1 |
0,0179 |
-0,94 |
0,1735 |
0,12 |
0,5478 |
1,2 |
0,8849 |
-2 |
0,0228 |
-0,92 |
0,1786 |
0,14 |
0,6557 |
1,22 |
0,8888 |
-1,98 |
0,0239 |
-0,9 |
0,1841 |
0,16 |
0,5636 |
1,24 |
0,8925 |
-1,96 |
0,0250 |
-0,88 |
0,1894 |
0,18 |
0,5714 |
1,26 |
0,8962 |
-1,94 |
0,0262 |
-0,86 |
0,1949 |
0,2 |
0,5793 |
1,28 |
0,8997 |
-1,92 |
0,0274 |
-0,84 |
0,2005 |
0,22 |
0,5871 |
1,3 |
0,9032 |
-1,9 |
0,0288 |
-0,82 |
0,2061 |
0,24 |
0,5948 |
1,32 |
0,9066 |
-1,88 |
0,0301 |
-0,8 |
0,2119 |
0,26 |
0,6026 |
1,34 |
0,9099 |
-1,86 |
0,0314 |
-0,78 |
0,2177 |
0,28 |
0,6103 |
1,36 |
0,9131 |
-1,84 |
0,0329 |
-0,76 |
0,2236 |
0,3 |
0,6179 |
1,38 |
0,9162 |
-1,82 |
0,0344 |
-0,74 |
0,2297 |
0,32 |
0,6255 |
1,4 |
0,9192 |
-1,8 |
0,0359 |
-0,72 |
0,2358 |
0,34 |
0,6331 |
1,42 |
0,9222 |
-1,78 |
0,0375 |
-0,7 |
0,2420 |
0,36 |
0,6406 |
1,44 |
0,9251 |
-1,76 |
0,0392 |
-0,68 |
0,2483 |
0,38 |
0,6480 |
1,46 |
0,9279 |
-1,74 |
0,0409 |
-0,66 |
0,2546 |
0,4 |
0,6554 |
1,48 |
0,9306 |
-1,72 |
0,0427 |
-0,64 |
0,2611 |
0,42 |
0,6628 |
1,5 |
0,9332 |
|
0,0446 |
-0,62 |
0,2676 |
0,44 |
0,6700 |
1,52 |
0,9357 |
-1,68 |
0,0465 |
-0,6 |
0,2743 |
0,46 |
0,6772 |
1,54 |
0,9382 |
-1,66 |
0,0485 |
-0,58 |
0,2810 |
0,48 |
0,6844 |
1,56 |
0,9406 |
-1,64 |
0,0505 |
-0,56 |
0,2877 |
0,5 |
0,6844 |
1,58 |
0,9429 |
-1,62 |
0,0526 |
-0,54 |
0,2946 |
0,52 |
0,6985 |
1,6 |
0,9452 |
-1,6 |
0,0548 |
-0,52 |
0,3015 |
0,54 |
0,7054 |
1,62 |
0,9474 |
-1,58 |
0,0571 |
-0,5 |
0,3085 |
0,56 |
0,7123 |
1,64 |
0,9495 |
-1,56 |
0,0594 |
-0,48 |
0,3156 |
0,58 |
0,7190 |
1,66 |
0,9515 |
-1,54 |
0,0618 |
-0,46 |
0,3228 |
0,6 |
0,7257 |
1,68 |
0,9535 |
-1,52 |
0,0643 |
-0,44 |
0,3300 |
0,62 |
0,7324 |
1,7 |
0,9554 |
-1,5 |
0,0668 |
-0,42 |
0,3372 |
0,64 |
0,7389 |
1,72 |
0,9573 |
-1,7
|
|
|
|
|
|
|
|
-1,48 |
0,0694 |
-0,4 |
0,3446 |
0,66 |
0,7454 |
1,74 |
0,9591 |
-1,46 |
0,0721 |
-0,38 |
0,3520 |
0,68 |
0,7517 |
1,76 |
0,9608 |
-1,44 |
0,0749 |
-0,36 |
0,3594 |
0,7 |
0,7580 |
1,78 |
0,9625 |
-1,42 |
0,0778 |
-0,34 |
0,3669 |
0,72 |
0,7642 |
1,8 |
0,9641 |
-1,4 |
0,0808 |
-0,32 |
0,3745 |
0,74 |
0,7703 |
1,82 |
0,9656 |
-1,38 |
0,0838 |
-0,3 |
0,3821 |
0,76 |
0,7764 |
1,84 |
0,9671 |
-1,36 |
0,0869 |
-0,28 |
0,3897 |
0,78 |
0,7838 |
1,86 |
0,9686 |
-1,34 |
0,0901 |
-0,26 |
0,3974 |
0,8 |
0,7881 |
1,88 |
0,9699 |
-1,32 |
0,0934 |
-0,24 |
0,4052 |
0,82 |
0,7939 |
1,9 |
0,9713 |
-1,28 |
0,1003 |
-0,22 |
0,4129 |
0,84 |
0,7995 |
1,92 |
0,9726 |
-1,26 |
0,1038 |
-0,2 |
0,4207 |
0,86 |
0,8050 |
1,94 |
0,9738 |
-1,24 |
0,1075 |
-0,18 |
0,4286 |
0,88 |
0,8106 |
1,96 |
0,9750 |
-1,22 |
0,1112 |
-0,16 |
0,4364 |
0,9 |
0,8159 |
1,98 |
0,9761 |
-1,2 |
0,1151 |
-0,14 |
0,4443 |
0,92 |
0,8212 |
2 |
0,9772 |
-1,18 |
0,1190 |
-0,12 |
0,4522 |
0,94 |
0,8264 |
2,1 |
0,9821 |
-1,16 |
0,1230 |
-0,1 |
0,4602 |
0,96 |
0,8315 |
2,2 |
0,9861 |
-1,14 |
0,1271 |
-0,08 |
0,4681 |
0,98 |
0,8365 |
2,3 |
0,9893 |
-1,12 |
0,1314 |
-0,06 |
0,4761 |
1 |
0,8413 |
2,4 |
0,9918 |
-1,1 |
0,1357 |
-0,04 |
0,4840 |
1,02 |
0,8461 |
2,5 |
0,9938 |
-1,08 |
0,1401 |
-0,02 |
0,4920 |
1,04 |
0,8508 |
2,6 |
0,9953 |
|
|
|
|
1,06 |
0,8554 |
2,7 |
0,9965 |
9. Визначається ступінь очищення газу в циклоні, %
По
закінченні розрахунку отримане значення
зіставляється з необхідним
.
Якщо
,
варто зменшити розміри циклона, тобто
підвищити швидкість і гідравлічний
опір. При цьому ступінь очищення газу
в циклоні зросте. Якщо цього виявиться
недостатньо, варто переходити на іншій,
більше ефективний тип циклона, наприклад
зі ЦН-24 на ЦН-15 або зі ЦН-15 на ЦН-11. При
цьому розрахунок повністю повторюється.