Расчет пылевой камерой

       Точность  расчета по номограммам значительно  ниже, чем при аналитическом методе.

 

Скруббер  Вентури

     Работа  скрубберов Вентури основана  на  дроблении   воды турбулентным газовым потоком, захвате   каплями  воды  частиц пыли, последующей   их  коагуляции  и  осаждении в   каплеуловителе инерционного типа.

     Простейший скруббер Вентури включает в себя трубу Вентури и прямоточный циклон. Труба Вентури состоит из конфузора 1, служащего для увеличения скорости газа, в котором размещают оросительное устройство 4, горловины 2, где происходит осаждение частиц пыли на каплях воды, и диффузора 3, в котором протекают процессы коагуляции, а также за счет снижения скорости восстанавливается  часть давления, затраченного на создание высокой скорости газа в горловине.

     

     В каплеуловителе 5 благодаря тангенциальному  вводу газа создается вращение газового потока, вследствие чего смоченные и укрупненные частицы пыли отбрасываются на стенки и непрерывно удаляются из каплеуловителя в виде шлама.

     Скрубберы Вентури могут работать с высокой  эффективностью  
η = 96-98% на пылях со средним размером частиц 1-2 мкм и улавливать высокодисперсные частицы пыли (вплоть до субмикронных размеров) в широком диапазоне начальной концентрации пыли в газе - от 0,05 до 100 г/м³.

     При работе в режиме тонкой очистки на высокодисперсных пылях скорость газов  в горловине должна поддерживаться в пределах  
100-150 м/с, а удельный расход воды - в пределах 0,5-1,2 дм/м³. Это обусловливает необходимость большого перепада давления  
(Δр=10-20 кПа) и , следовательно, значительных затрат энергии на очистку газа.

     В ряде случаев, когда труба Вентури работает только как коагулятор перед последующей очисткой (например, в электрофильтрах) или на крупной пыли размером частиц более 5-10 мкм, скорости в горловине могут быть снижены до 50-100 м/с, что значительно снижает энергозатраты.

     Труба Вентури. Аэродинамически оптимальными являются следующие соотношения  размеров труб Вентури круглого сечения, в соответствии с которыми эти  трубы нормализованы.

Нормализованная труба Вентури

     Диаметры  входного и выходного отверстий  конфузора и диффузора d₁ и d₃ принимают равными диаметрам подводящего и отводящего трубопроводов.

     Однако  в промышленности при малых скоростях  газа и мелкодисперсной пыли иногда применяют трубы Вентури с удлиненной горловиной l ₂= (3-5) d₂, дающие в этом случае повышенную эффективность.

     При расходах газа до 3 м³/с обычно применяют трубы Вентури круглого сечения. При больших расходах газа и увеличении диаметра трубы возможности равномерного распределения орошения по сечению круглой трубы резко ухудшаются. Поэтому применяют несколько параллельно работающих труб, а при расходах газа более 10 м³/с рекомендуется придавать сечению трубы прямоугольную (щелевую) форму, при которой условия организации равномерного орошения значительно облегчаются.

     Скрубберы Вентури рекомендуются для охлаждения газа и улавливания растворимых  пылей, например, после охладителей, сушильных барабанов, аппаратов  кипящего слоя, печей кальцинации  производства минудобрений и пр. продуктов.  В этом случае орошающий оборотный раствор упаривается за счет охлаждения сушильного агента, улавливает уносимый продукт.  Упаренный оборотный раствор при определенной концентрации возвращается в голову процесса, например на выпарку.

     Показатели  работы:

       
 
 
 
 
 

Расчет  эффективности очистки  газа скруббером Вентури

      Произвести  расчет скруббера Вентури для  очистки доменных газов, определить его размеры, эффективность и  гидравлическое сопротивление при следующих условиях: расход влажного газа V₀=3600 м³/час, температура газа Т_г=90°С, разрежение перед трубой Вентури Р_г=1,1 кПа, плотность при н.у. r₀=1,27 кг/м³, концентрация пыли в газе Z₁=2,3 г/м³, температура воды, поступающей на орошение под напором Р₂=250кН/м², Т_н равна 21°С. Необходимая концентрация пыли на выходе из аппарата Z₂=15 мг/м³. Удельный расход воды m=2,0л³/м³.

      Решение:

1. Необходимая эффективность работы аппарата

2. Число единиц переноса

3. Удельную энергию, затрачиваемую на пылеулавливание, определяют из уравнения, кДж/1000м³ газа

,

В и  - из таблицы (прил)

4. Общее гидравлическое сопротивление скруббера Вентури, Па

5. Плотность газа на входе в трубу Вентури при рабочих условиях, кг/м³

6. Объемный  расход газа, поступающего в трубу  Вентури при рабочих условиях

7. Расход  орошаемой воды, дм/с

8. Температура газов на выходе из трубы Вентури, °С

9. Плотность газов на выходе из трубы Вентури, кг/м³

где - сопротивление трубы Вентури, предварительно примем  12кПа

10. Объемный расход газа на выходе из трубы Вентури, м³/с

11.  Диаметр  циклона - каплеуловителя, м

где W_ц – скорость газа в циклоне – каплеуловителе (принимаем равной 2,5 м/с) 

12.  Высота  циклона - каплеуловителя, м

13.  Гидравлическое  сопротивление циклона – каплеуловителя, Па

14.  Гидравлическое  сопротивление трубы Вентури,  Па

15.  Коэффициент  сопротивления, обусловленный вводом  орошающей жидкости, для нормализованной  трубы Вентури

где - коэффициент сопротивления сухой трубы, принимаем равным 0,145

16. Необходимая скорость газов в горловине трубы Вентури, м/с

17.  Диаметр  горловины трубы Вентури, м

18. По  полученному диаметру нетрудно найти все остальные параметры нормализованной трубы Вентури:

      Угол  сужения конфузора и расширения диффузора принимаем  , диаметр входного и выходного сечения конфузора и диффузора принимаем равными диаметру подводящего и отводящего трубопровода

      

      Нормализованная труба Вентури

 

 

Электрофильтр

     При пропускании запыленного газового потока через сильное электрическое  поле частицы пыли получают электрический  заряд и ускорение, заставляющее их двигаться вдоль силовых линий поля с последующим осаждением на электродах.

     Вследствие  того, что силы, вызывающие осаждение  частиц пыли, приложены в этом случае только к этим частицам, а не ко всему  потоку газа, расход энергии при  электрической очистке значительно ниже, чем для большинства других пылеулавливающих аппаратов.

     В большинстве случаев электрофильтр  состоит из двух частей: собственно электрофильтра – осадительной  камеры с коронирующими и осадительными  электродами – и источника  напряжения. В электрофильтре  зоны ионизации и осаждения могут быть совмещены или отделены одна от другой. Работают электрофильтры только на постоянном электрическом токе высокого напряжения (60-80 кВ); коронирующие электроды всегда подключены к отрицательному полюсу источника тока.

Горизонтальный  однозонный пластинчатый электрофильтр.

      Электрофильтры  классифицируются по нескольким признакам:

      1. По расположению зон зарядки  и осаждения электрофильтры делят  на однозонные и двухзонные. В  однозонных электрофильтрах зоны  зарядки и осаждения совмещены,  а в двухзонных коронирующие  и осадительные электроды разделены  и размещены в разных конструктивных зонах.

      2. В соответствии с направлением  движения газового потока фильтры  разделяют на горизонтальные  и вертикальные.

      3. По форме осадительных электродов  различают электрофильтры пластинчатые  и трубчатые (здесь: 1 - коронирующие  электроды; 2 -осадительные электроды).

      4. По числу последовательно расположенных  полей электрофильтры бывают  однопольными и многопольными.

      5. По числу параллельно работающих  секций - односекционными и многосекционными.

      6. Вывод уловленной пыли из электрофильтра  может осуществляться в сухом виде посредством встряхивания электродов и в мокром виде смывом водой. В соответствии с этим различают сухие и мокрые электрофильтры.

      В зависимости от условий эксплуатации, состава, температуры, давления и влажности  газов, физико-химических свойств пыли, требуемой степени очистки и т. д. создано много различных конструкций электрофильтров. Эти конструкции, часто значительно отличающиеся друг от друга, включают в себя следующие основные элементы:

а) корпус электрофильтра;б) узлы подвода, распределения и отвода очищаемых газов;

в) электроды, коронирующие и осадительные;

г) устройства для удаления условленной пыли с  электродов;

д) изоляторные  коробки - узлы для подачи на электроды  высокого напряжения;

е) устройства для сбора и вывода уловленной пыли из аппарата.

      Основным  технологическим элементом, решающим образом, влияющим на работу электрофильтра, являются электроды - коронирующие и  осадительные. Коронирующие электроды  могут быть гладкими или иметь  фиксированные точки разряда. Гладкие  электроды могут быть круглого, квадратного, звездообразного или ленточного сечений.