Расчет пылевой камерой

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Уральский  федеральный университет имени  первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Нижнетагильский технологический институт (филиал) 
 

Факультет металлургических и строительных технологий 
 

Кафедра металлургических технологий 
 
 
 
 
 

Расчетная работа  
 
 
 
 
 
 

Руководитель        Н.М. Казанцева

Студентка         А.С. Захарова

Группа         МС-56103-МЧМ 
 
 
 
 
 
 
 
 

2010

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ______________________________________________________3

   Дисперсный  состав пыли________________________________________4

   Пылевая камера________________________________________________7

   Расчет  эффективности очистки газа пылевой  камерой________________8

   Циклон_______________________________________________________12

   Расчет  эффективности очистки газа циклоном______________________14

   Рукавный  фильтр______________________________________________16

   Расчет  эффективности очистки газа рукавным фильтром_____________18

   Скруббер  Вентури_____________________________________________21

   Расчет  эффективности очистки газа скруббером Вентури____________23

   Электрофильтр________________________________________________26

   Расчет  эффективности очистки газа электрофильтром_______________28

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК________________________________32

 

ВВЕДЕНИЕ

     Практически во всех металлургических процессах  происходит вынос мелких частиц материала  из реакционной зоны установки. Такие запыленные газы (содержащие до 100-200 г/м³ пыли) требуют очистки для того, чтобы, во-первых, не загрязнять окружающую среду; во-вторых, без затруднений использовать газ в дальнейшем процессе, например, при сжигании в горелках печей: в-третьих, утилизировать уносимые газом полезные вещества.

     Применяемые в настоящее время способы  очистки газов от пыли основаны на следующих принципах:

     а) использование силы тяжести и  инерции (осадительные камеры);

     б) использование центробежной силы (циклоны, мультициклоны);

     в) мокрая очистка (скрубберы, трубы Вентури, пенные фильтры);

     г) электростатическая очистка (электрофильтры);

     д) фильтрация газа через ткань (рукавные фильтры).

     В данной расчетной работе рассчитана эффективность газоочистки от пыле в аппаратах различного принципа действия. 
 
 
 

 

Дисперсный состав пыли 

   Одной из важнейших характеристик, во многом определяющих физико-химические свойства аэрозолей и имеющих решающее значение при выборе пылеуловителя  и оценке эффективности его работы, является их дисперсный состав.

   Дисперсный  состав пыли (ДСП) – это характеристика состава дисперсной фазы, показывающая, какую долю по массе, объему или числу частиц составляют частицы в любом диапазоне размеров или скоростей оседания.

   Фракцией  называют относительную долю частиц, размеры которых находятся в определенном интервале значений. При определении ДСП необходимо установить характерный размер и долю различных фракций в системе.

   Пыль  представляет собой генеральную  совокупность случайных частиц разного размера. В качестве характерного размера пыли могут быть использованы средние диаметры: арифметический, кубический, среднемедианный (d₅₀ или d_м).

   Среднемедианный диаметр - это такой размер, который делит пыль на две равные части таким образом, что содержание частиц, имеющих размеры мельче или крупнее среднемедианного, составляет 50 %.

   ДСП может быть выражен в виде таблицы, графика или формулы распределения частиц пыли.

   Таблицы бывают двух видов. В первом случае (табл.1) фракции выражены в процентах  от общего массы частиц.

   Во  втором случае (табл.2) результаты записываются с указанием процента массы или числа частиц, имеющих размер больше или меньше указанного.[5]

Таблица 1

Фракции пыли

 
 
 

 
 
 

Таблица 2

Фракции пыли с частицами меньше или больше заданного диаметра

 

   Графическое изображение дисперсного состава  может быть в виде вероятностно логарифмической  системе координат (рис.) 
 

 

Пылевая камера

     В пылеосадительных камерах выпадение частиц пыли из газового потока происходит под действием сил гравитации. Конструкция и геометрические размеры камеры выбираются так, чтобы создать условия, при которых вследствие резкого снижения скорости газа в сечении пылеосадительной камеры сила тяжести частицы пыли будет преобладать над силой ее взаимодействия с потоком газа, что и обеспечит ее выпадение из потока. Эффективность осаждения в значительной мере определяется временем пребывания частиц в камере, что вызывает необходимость увеличения размеров камеры. В самых неблагоприятных условиях находятся частицы под потолком камеры; им для осаждения нужно пройти наибольший путь, равный высоте камеры H (см. рис.).

     

     При приближенном расчёте пылеосадительных камер принимают, что частицы  движутся вдоль камеры со скоростью  , равной скорости газового потока , и одновременно опускаются вниз со скоростью, равной скорости витания . Для осаждения частица должна достичь дна раньше, чем газовый поток вынесет ее из камеры, поэтому время осаждения частицы   не должно превышать времени ее пребывания в камере  . В связи с этим пылеосадительные камеры, рассчитанные на осаждение даже относительно крупных частиц, являются громоздкими сооружениями.

     Материалом  для постройки камер могут  служить кирпич или сборный железобетон, реже – сталь и дерево (для холодных газов).

     Решающую  роль при осаждении играет площадь  дна камеры, увеличение которой существенно  улучшает условия осаждения. Уменьшение высоты камеры без увеличения площади  дна её ничего не даёт, так как  одновременно уменьшается площадь поперечного сечения камеры, а следовательно, растёт скорость газа и сокращается время пребывания частицы в камере. Это справедливо при условии ламинарного режима движения в осадительных камерах. Вследствие низкой эффективности и больших размеров эти камеры в настоящее время почти не применяются.

     Процессы  осаждения, происходящие в пылевых  камерах, наблюдаются и в горизонтальных газоходах. Однако в этих условиях осаждение  пыли в большинстве случаев нежелательно, поэтому скорости в газоходах  принимают значительно более высокими (18-20 м/с), чтобы обеспечивались турбулентный режим движения и унос даже крупных частиц, а также экономию металла при изготовлении газоходов.

     Благодаря простоте изготовления и эксплуатации, а также отсуствия ограничений  по запыленности пылегазового потока, поступающего на очистку, они широко применяются в промышленности, однако эффективность улавливания пыли в них недостаточна, поэтому, как правило, пылеосадительные камеры выполняют роль аппаратов предварительной очистки.

     Показатели  работы:

       
 
 
 
 

     Расчет  эффективности очистки  газа  пылевой  камерой

      Решение:

1. Скорость потока в сечении камеры

2. Находим относительную  скорость витания частиц, улавливаемых в камере с эффективностью 50%: