Расчет пылевой камерой

       - величины, соответствующие действительным  условиям работы циклона.

7. Среднее квадратичное отклонение , где , мкм, (находим по кривой из [1] стр. 37)

      

      Х= (lg(5/2,02))/(0,531² +0,308² )=0,641

8. По таблице (из [1] стр. 39) для величины Х находим значение Ф(Х)=0,864.
9. Эффективность циклона, %

      

= 50∙(1+0,7257)=86,3%

10. Конечная запыленность газа,

      

      _{Z2 = (1 – 0,863)∙29= 3,973 г/м³} 

Рукавный  фильтр

     Пылеулавливание – процесс разделения фаз «твердые частицы- газ». Он осуществляется в  фильтре, разделенном пористой перегородкой на две камеры – запыленного и очищенного газа. В качестве пористых перегородок могут быть использованы волокнистые тканые и нетканые материалы, насыпной слой и жесткие пористые материалы.

     Эффективность осаждения частиц в начальный  период работы фильтра (когда ткань  или зернистый слой еще чистые) – невелика из-за относительно крупных пор в фильтрующей перегородке. Осаждение происходит за счет непосредственного касания частиц пыли волокон (нитей) или зерен фильтрующей перегородки, действия сил инерции, диффузии и электростатического притяжения. В этот период на лобовой поверхности пористого слоя образуются островки пыли, которые в волокнистых фильтрах постепенно смыкаются в сплошной, но еще тонкий слой. В принципе такой слой становится непроницаемым для вновь набегающих на пористую перегородку частиц, и теоретически эффективность фильтра должна быть равной 100%. Однако абсолютная эффективность работы в рукавных фильтрах не достигается по двум основным причинам: вследствие микровибрации фильтрующего материала и вследствие образования трещин и пустот в пылевом слое при регенерации. Эти причины обуславливают проникновение пыли в зону очищенного газа в режиме фильтрования.

   

     1 - входной патрубок; 2 - корпус фильтра,; 3 - рукав; 4 - продувочный клапан; 5 - выпускной  клапан; 6 - коллектор очищенного газа; 7 - вал механизма встряхивания; 8 - пылевыгрузное устройство.

     Главным элементом такого фильтра является рукав, изготовленный из фильтровальной ткани. Корпус фильтра разделен на несколько  герметизированных камер, в каждой из которых размещено по несколько рукавов. Газ, подлежащий очистке, подводится в нижнюю часть каждой камеры и поступает внутрь рукавов. Фильтруясь через ткань, газ проходит в камеру, откуда через открытый выпускной клапан поступает в газопровод чистого газа. Частицы пыли, содержащиеся в неочищенном газе, оседают на внутренней поверхности рукава, в результате чего сопротивление рукава проходу газа постепенно увеличивается. Когда оно достигнет некоторого предельного (по условиям тяги) значения, фильтр переводится на режим регенерации, т. е. рукава освобождаются от осевшей на них пыли.

     Наиболее  часто регенерация осуществляется обратной продувкой. Продувочный воздух от специального вентилятора направляют внутрь камеры через открытый продувочный  клапан (выпускной клапан закрыт). Фильтруясь через рукав в обратном направлении, воздух разрушает образовавшийся на внутренней поверхности рукава слой пыли, которая падает в бункер, откуда удаляется при помощи шнека или другого устройства. Отработавший продувочный воздух через подводящий газ патрубок поступает в газопровод неочищенного газа. В целях повышения эффективности регенерации одновременно с обратной продувкой осуществляется встряхивание рукавов, для этого используется специальный встряхивающий механизм, перемещающий вверх и вниз крышку, к которой крепится рукав.

     Камеры  фильтра переводят на регенерацию  по очереди, и, следовательно, фильтр в составе n - 1 камера все время находится в работе.

Способы регенерации

     Наиболее  распространенными способами регенерации  фильтров являются:

1) обратная  продувка с встряхиванием;  
2) обратная продувка без встряхивания;  
3) импульсная продувка;  
4) обратная струйная продувка.

     Иногда  применяют регенерацию кручением  рукава и вибровстряхивание.

     Производственная  деятельность многих отраслей промышленности связана с выделением аэрозолей  и последующим улавливанием тонких частиц. Такие процессы имеют место, например, при производстве наполнителей и полимеров, порошкообразных пигментов и химикатов, технического углерода, химических средств защиты растений, извести и цемента, пылевидного кварца и асбеста, при плавке цветных и редких металлов.

     Значительные  количества пыли образуются при сжигании твердых топлив, обработке металлов, дерева, пластических масс, в процессе плавки черных металлов, в производстве текстильных материалов и в других технологических процессах. Во всех этих случаях пыль должна улавливаться с максимальной эффективностью.

     В связи с повышением требований к  качеству очистки газов быстро расширяется  применение фильтровальных аппаратов, в которых пыль отделяется путем  пропускания газа (воздуха) через  пористые перегородки. Фильтры используют чаще, чем другие устройства, в случаях, когда концентрация пыли на выходе из аппарата не должна превышать 50 мг/м3, либо если требуется улавливать ценные порошкообразные продукты.

     Как показывают технико-экономические  расчеты, стоимость очистки в рукавных фильтрах газов, поступающих от дуговых, мартеновских и ферросплавных печей, ниже стоимости очистки газов в мокрых пылеуловителях. На тепловых электростанциях, работающих на твердом топливе, когда остаточная запыленность не должна превышать 80 мг/м3, а также если зола обладает повышенным электрическим сопротивлением и плохо улавливается в электрическом поле, экономически оправдано использование рукавных фильтров взамен традиционно применяемых электрофильтров. В алюминиевом производстве применение фильтров позволяет уловить одновременно как пыль, так и фтористые газы.

     Показатели  работы:

        

Расчет  эффективности очистки  газа  рукавным фильтром

      ВАРИАНТ №10

      Рассчитать  рукавный фильтр из ткани лавсан, приняв следующие исходные данные: расход газа при н.у. V₀=140000 м³/ч, температура газа, Т_Г=140°С, температура воздуха, Т_в=25°С, барометрическое давление, Р_бар=101,3 кПа, разрежение перед фильтром, Р_г=150 Па, динамический коэффициент вязкости газа при н.у., m₀=13,6 Нс/м2, концентрация пыли в газе перед фильтром, Z_П=7,3 г/м³, средний размер частиц , d₅₀=5 мкм, плотность пыли Z₁=2600 кг/м³, пористость пыли e_П=0,761, пористость ткани, e_т=0,75. Максимально допустимый перепад давления на фильтре 2 кПа.

      Решение:

1. примем допустимую температуру газа для ткани лавсан Т_тк=130°С (Старк, с.64), определим необходимое добавочное количество воздуха V_в перед фильтром, необходимое для охлаждения газа с Т_г до Т_тк:

       

2. полный расход газа, идущего на фильтрацию, при нормальных условиях с учетом дополнительного воздуха в фильтре и воздуха обратной продувки, поступающего в газопровод грязного газа, равного 25 % от газа, подводимого к фильтру, составит, м³/с

       

3. Объёмный  расход газа, идущего на фильтрацию, при р.у., м³/с

       

4. Необходимая активная фильтрующая поверхность  при газовой нагрузке 0,015 м³/м².с составит, м²

       F_г =

=78,32/0,015=5221,6

5. Выбираем для установки  двенадцати секционный фильтр ФРО-6000-2 с площадью фильтрации 6150 м².  Учитывая, что в каждом фильтре одна секция (115 м²) будет находиться на регенерации, активная поверхность фильтрации будет равна 6150– 115 = 6035, что близко к полученной по расчету.
6. Фактическая газовая нагрузка фильтра, м³/м².с равна

       

7. Динамический  коэффициент вязкости газа при рабочих  условиях, Н×с/м²

       

8. Полное  сопротивление фильтра равно:

       DР = DР₁ + DР₂

9. Коэффициент фильтрации  А:

       

       10.  Гидравлическое сопротивление ткани,  Па

       

11. Коэффициент фильтрации

       

12.  Время  межрегенерационного периода при DР = 1 кПа

       

с

13. Масса пыли, задерживаемая 1 м² фильтрующей поверхности, кг/м²

       

14. Гидравлическое сопротивление слоя пыли, Па

       

15. Суммарное сопротивление ткани и слоя пыли, Па

       DР = DР₁ + DР₂ = 106,59+892,19=998,78

16. Эту задачу можно решить при помощи номограмм. Находим на номограмме (стр.186 [4]) величину сопротивления ткани, Па (при e_г = 0,75; e_п =0,761; W_ф= 0,015; m = 18,70∙10^-6  Нс/м²)  DР₁ = 300 Па
17. Задаваясь предельным значением общего сопротивления DР =1 кПа, находим сопротивления пылевого слоя, Па:

       DР₂ = DР - DР₁ = 1000 – 300 = 700 Па

18. По номограмме (стр.187 [4]) находим необходимую при заданных условиях  продолжительность межрегенеративного  периода

        (при m = 18,70∙10^-6  Нс/м²; r_п = 2600 кг/м³; W_ф= 0,015; e_п =0,761; Z = =7,3∙10^-3  кг/м³; DР₂ =700 Па) t = 20 мин