Значення коефіцієнта , що враховує вплив дисперсного складу пилу

Мєдіанний розмір часток пилу, мкм	Коефіцієнт С3
>100	1,2…1,4
50…100	1,1
10…50	1
3…10	0,9
<3	0,7…0,9

Оцінка впливу дисперсного складу пилу на вибір питомого навантаження повинна проводитися на основі аналізу проби, узятої в зваженому стані. Пил, откладений у вигляді шару, укрупнюється, що спотворює результати рідинної седіментації. Особливо це характерно для субмікронних частинок.

Таблиця 10

Значення коефіцієнта , що враховує вплив температури t,˚с

t,oC	20	40	60	80	100	120	140	160
C4	1,0	0,90	0,84	0,78	0,75	0,73	0,72	0,70

Мал. 20. Залежність коефіцієнта С₂ від концентрації пилу.

Коефіцієнт , що враховує вимоги до якості очищення, оцінюється по концентрації пилу в очищеному повітрі. Експериментально встановлено, що із збільшенням швидкості фільтрації концентрація пилу в очищених газах збільшується.

Прийнято вважати, що в справно діючому фільтрі концентрація пилу на виході з фільтру неповинна перевищувати 30 ; для цих умов приймається значення: =1. Якщо до якості очищення пред'являються жорсткіші вимоги, коефіцієнт знижується. У випадку, якщо концентрація пилу в очищених газах не повинна перевищувати 10 мг/м³, коефіцієнт приймається рівним 0,95.

Дана методика розрахунку дозволяє одержати попередні відомості про величину оптимального питомого газового навантаження. В процесі наладки устаткування питоме навантаження повинне встановлюватися з урахуванням особливостей технологічного процесу, властивостей пилу, економічних показників, вартості електроенергії, стислого повітря, а також об'єму газу, що очищається.

4.2. Аеродинамічний розрахунок рукавного фільтру

При підборі рукавних фільтрів важливою є оцінка очікуваного гідравлічного опору, який визначає енергетичні витрати на фільтрування. Гідравлічний опір рукавного фільтру (Па) складається з опору корпусу апарату і опору фільтрувальної перегородки

(33)

Гідравлічний опір корпусу апарату визначається величиною місцевих опорів, що виникають на вході і виході з апарату і при роздачі потоку по фільтрувальним елементам. У загальному вигляді гідравлічний опір корпусу апарату може бути оцінений коефіцієнтом опору корпусу апарату, віднесеним до швидкості газу у вхідному патрубку:

(34)

де -швидкість газового потоку у вхідному патрубку, м/с.

Для правильно сконструйованих рукавних фільтрів коефіцієнт гідравлічного опору корпусу звичайно складає 1,5...2,0. Для рукавних фільтрів із зворотним продуванням і тарільчатими клапанами на вході і виході газу з кожної секції, коефіцієнти гідравлічного опору приймають вищі значення. Гідравлічний опір фільтрувальної перегородки (Па) значною мірою залежить від маси і властивостей пилу, що осів на ній і, згідно формули (17), дорівнює сумі величин постійної і зміною :

(35)

Постійна складова гідравлічного опору (Па) створюється самою фільтрувальною перегородкою до тих, що залишилися на ній після регенерації шаром пилу. Постійну складову обчислюють за формулою

(36)

де - коефіцієнт, що характеризує опір фільтрувальної перегородки з шаром пилу , що залишився на ній ; -швидкість фільтрації, м/с; п - показник ступеня, залежний від режиму перебігу потоку (звичайно п = 1; для турбулентного перебігу п> 1).

Дослідження показують, що чим дрібніший за частинку уловлюваного пилу і менший розмір пор фільтрувального матеріалу, тим вище коефіцієнт . Коефіцієнт для волокнистих матеріалів є функцією наступних величин:

(37)

де Н - товщина фільтрувального матеріалу, м; -проникність волокнистого матеріалу з шаром пилу, що залишився після регенерації ; - маса пилу, що залишилася після регенерації .

При обробці експериментальних даних [9] було набуте наступного значення : для фільтрувальних тканин з лавсану арт.136 і 217, що уловлюють цементний пил або кварцовий пил з медіанним діаметром 10...20 мкм

= (1100.1500) I0⁶ ; для тих же матеріалів при уловлюванні перегонів від сталеплавильних дугових печей з медіанним діаметром частинок 2,5...З,0 мкм

=(2300...2400) I0⁶ . Для щільніших тканин (лавсан арт.86013, склотканин) на тому ж пилі коефіцієнт опору фільтрувальної перегородки збільшується в 1,2...1,3 разу.

При уловлюванні пилу з медіанним розміром менше 1 мкм коефіцієнт опору фільтрувальної перегородки збільшується у декілька разів і для тканини типу арт.86013при уловлюванні перегонів кремнію медіанним діаметром частинок 0,6 мкм він рівний (13000...15000) I0⁶ м.^-1

Приведені значення коефіцієнта К_П можуть бути використані при розрахунках гідравлічного опору фільтрів з імпульсним продуванням. У рукавних фільтрах із зворотним продуванням після регенерації на фільтрувальному матеріалі залишається більшим за пил, в цьому випадку значення слід збільшити на 15...20 %. Приведені значення коефіцієнтів не враховують можливе збільшення гідравлічного опору від наявності вологи.

При експлуатації рукавних фільтрів важливе значення має змінна складова гідравлічного опору фільтрувальної перегородки, який створюється шаром пилу, що накопичується в процесі фільтрації в період між регенераціями рукава.

Для розрахунків змінної величини гідравлічного опору можна користуватися залежністю

(38)

де - коефіцієнт опору шару пилу (залежить від форми частинок пилу). Оскільки величини , характеризують властивості пилу, то їх об'єднуємо в параметр опору шару пилу К₁ (м/кг)

Тоді для розрахунку (Па) буде одержана формула

(39)

Параметр опору шару пилу для цементу з медіанним діаметром частинок 12...20 мкм складає (6,5..16) .

Великі значення параметрів відносяться до дрібнішого пилу. Для перегонів від сталеплавильних дугових печей з медіанним діаметром . Для перегонів руднотермічеськіх печей плавки кремнію .

Таким чином, залежно від виду уловлюваного пилу гідравлічний опір фільтру для однієї і тієї ж швидкості фільтрації може приймати різні значення в широких межах. Проте при великих перепадах тиску на фільтрувальній перегородці у фільтрах з імпульсним продуванням різко погіршується струшуваємість уловленого пилу з фільтрувальних рукавів. Тому при уловлюванні тонкого пилу швидкість фільтрації необхідно знижувати до такої межі, при якій гідравлічний опір фільтру не повинен перевищувати нормативні дані більш ніж на 30 %, тобто повинно бути не вище 2800 Па.

Користуючись формулою (39) і задаючись змінною величиною гідравлічного опору фільтрувальної перегородки, можна визначити тривалість фільтрувального циклу (с):

(40)

Для дрібного пилу змінну величину гідравлічного опору фільтрувальної перегородки приймають у межах 600...800 Па, для крупного пилу з медіанним діаметром частинок більше 20 мкм 250...300 Па.

При уловлюванні волокнистого пилу і пуху змінна величина гідравлічного опору лежить в інтервалі 200...250 Па. При уловлюванні грубого пилу кулястої форми величина (Па) може бути визначена по формулі А.С. Мандріко і І.Д. Пейсахова :

(41)

де - пористість шару пилу, визначається з відношення

Користуючись приведеною залежністю, можна знайти тривалість циклу фільтрації ( с ) з виразу

(42)

Пористість пилу в основному обумовлена її дисперсністю. У першому наближенні вона визначається з виразу

(43)

Недоліком приведеної методики розрахунку гідравлічного опору пилового шару і часу фільтрувального циклу є трудність оцінки ефективної пористості шару, тобто долі пор, через які протікає газ. Дослідження Семибратівського філіалу НІІОГаз показали, що при відхиленні форми частинок від кулястої значна частина пор виявляється закритою.

У будь-якому випадку тривалість фільтрувального циклу

(с) будь-якої секції (рукавів) повинна бути завжди більше тривалості регенерації всієї решти секцій (рукавів) апарату:

(44)

Потужність електродвигуна вентилятора необхідного для транспортування газів, що очищаються, через фільтр, визначається по виразу

(45)

де - коефіцієнт запасу потужності електродвигуна на пусковий момент (приймається 1,1...1,15); - гідравлічний опір фільтру, на підвідних і відвідних ділянках, , Па; - КПД передачі (для кліноременной передачі приймається 0,92...0,95); - КПД вентилятора (приймається 0,65...О,80). Витрата електроенергії підраховується без урахування коефіцієнта .