2.8 Приклади вибору і розрахунку сухих інерційних пиловловлювачів

Приклад 2.1. Яку висоту треба дати шару газу між полицями пило-осаджувальної камери (рис. 2.1, б), щоб осіли частинки колчеданового пилу діаметром d = 8 мкм при витратах газу Q = 1,2 м3/с. (при нормальних умовах). Довжина камери L = 4,5 м, ширина В = 3,0 м; загальна висота камери H = 4,2 м. Середня температура газу в камері  t = 450°С. В’язкість газу при цій температурі μ = 34 · І0-6 Па·с, густина пилу ρn = 4000 кг/м3, густина газу ρг  = 500 г/м3.

Рішення
1. Знаходимо витрати газу при заданих умовах
 (м3/с).
2. Визначаємо лінійну швидкість газу в камері
 (м3/с).
3. Знаходимо тривалість перебування газу в камері
 (с).
4. Теоретичну швидкість осадження шароподібних частинок визначаємо за  формулою Стокса (при Re < 0,2)
0,0041 (м/с),
де   d –  діаметр частинок пилу, м;
       ρп – густина пилу, кг/м3;
       ρг  – густина газу, кг/м3;
       μ – в’язкість газу, Па · с.
 Дійсна швидкість осадження приймається рівною
0,0028 (м/с).
5. Знаходимо відстань між полицями
= 3,6 (см).
6. Перевіряємо вірність застосування формули Стокса для визначення швидкості осадження

Так як , то застосування формули Стокса допустимо.

 

 

 

Приклад 2.2. Визначити розміри пилоосаджувальної камери для осадження частинок пилу d > 40 мкм при витратах очищува­них газів          Q = 20000 м3/год., температурі газів t = 600°С і атмосферному тиску;  густина пилу ρп = 2500 кг/м3, в’язкість газу при робочих умовах                    μ = 39,2 І0-6  Па·с.

Рішення
1. Визначаємо витрати газу при робочих умовах
                  17,8 (м/с).                 
2. За формулою (2.2) знаходимо площу для камери
(м2).                    
3. Прийнявши швидкість газу в горизонтальному направленні             υ = 1 м/с, знаходимо площу вертикального перерізу камери
                                (м2).                        
4. Приймаємо висоту осаджувальної камери H = 4 м. Tоді ширина камери  В   і  довжина  L  будуть рівні:
 (м);
 (м).
5. Для зменшення довжини камери в ній можна встановити полички,  що еквівалентно збільшенню площі дна камери. При наяв­ності n = 20 полиць площа однієї полиці буде рівна
 (м2).
6. Прийнявши n = 20 і відстань між поличками  h = 0,2 м, знаходимо загальну висоту камери
 (м).
7. При швидкості газу υ = 1 м/с ширина камера залишається рівною 4,45 м,  а довжина буда рівна
 (м).

 

 

 

Приклад 2.3. Вибрати і розрахувати пиловлювач для очищення повітря, яке надходить в атмосферу від трьох шліфувальних верстатів, встановлених в механічному цеху. Температура повітря t = 20°С, атмосферний тиск  P = 97400 Па (730 мм рт. ст.). Необхідна ефективність очищення   η = 95% .  
Рішення
1.   При  шліфуванні  виділяється  металевий і абразивний пил, концентрація  якого С' = 1 г/м3, медіанний діаметр частинок d = 25 мкм, густина частинок ρч  = 4000 кг/м3   (додаток Е).
Об’єм повітря, яке необхідно очистити від одного верстата                   Q1 = 5000 м3/год. (там же). Тоді загальна кількість очищу­ваного повітря буде рівна
 (м3/год).    
2. Для очищення повітря проектуємо циклон СК-ЦН-34, який працює при розрідженні Р' = 2000 Па. Оптимальна швидкість повітря в циклоні υопт = 1,7 м/с (табл. 2.5).
3. Знаходимо густину ρ і динамічну в’язкість повітря при робочих умовах: 

 (кг/м3);      
 ()
де  Т0 – абсолютна температура,  К;
      Р0 – нормальний атмосферний тиск, Па;
      Т, Р – температура і тиск газів при робочих умовах, відпо­відно К, Па;               ρ0  – густина газів (повітря) при нормальних умовах (дода­ток Д);
      μ0 – динамічна в’язкість газів при нормальних умовах (додаток Д);
      С – константа (додаток Д).
4. Визначаємо необхідну площу перерізу циклону
                              (м2).                                    
5. Знаходимо діаметр циклону      
                              (м).                          
Вибираємо циклон діаметром 1,8 м.

6. Визначаємо дійсну швидкість повітря в циклоні
(м/с),            
де  N – число циклонів.
Відхилення від оптимальної швидкості складає:
,                  
тобто знаходиться в межах допустимого (±15%).
7. Знаходимо коефіцієнт гідравлічного опору циклону
 1138,5(),        
де   -  коефіцієнти, вибрані з таблиць 2,7; 2,8;  2,9.    
8. Втрати тиску в циклоні будуть рівні
(Па)       
 тобто знаходяться в межах допустимих (табл. 2.1).
9. Значення медіанної тонкості очищення знаходимо за формулою

 (мм) .         
де  – медіанна тонкість очищення типового циклону при таких параметрах (табл. 2.5): Dt = 0,6 м; = 1930 кг/м3; µt = 22,2·10-6 Па · с; .                               
10. Знаходимо параметр

         
де      - ступінь полідисперсності пилу типового циклону (табл. 2.5);
 – ступінь полідисперсності дійсного пилу (табл. 2.11).          
11. За додатком А знаходимо F(x) = 0,924. Тоді ефектив­ність очищення буде рівна: 
          +
Таким чином фактична ефективність очищення більша заданої
                          96,2 > 95%
12. Знаходимо конструктивні розміри запроектованого циклону діаметром D = 1800 мм (табл. 2.3);
- висота циліндричної частини Hц і висота заглиблення вихлоп­ної труби hТ
 (мм);
  (мм);
-  висота конічної частини
               (мм);
-  внутрішній діаметр вихлопної труби
                (мм);
-  ширина вхідного патрубка                                           
    (мм);
-  висота зовнішньої частини вихлопної труби
 (мм);     
-  висота фланця                                                                           
                    (мм);
-  довжина вхідного патрубка
 (мм);             
-  висота вхідного патрубка
 (мм);
-  поточний радіус равлика
 (мм).

 

 

Приклад 2.4. Спроектувати золоочисну установку для попе­реднього очищення газів ТЕС, яка виробляє Р = 10 тис. кВт електроенергії за годи-ну. В якості палива застосовується донецьке пісне  вугілля. Температура газів  t = 150°С, при вході в очисну установку гази знаходяться під розрідженням ΔР' = 10000 Па, барометричний тиск Рб = 99300 Па, густи­на золи  ρ3 = 3000 кг/м3.

Рішення
1. Визначаємо об’ємні витрати очищуваного газу, користуючись додатком К                    
 (м3/с).
2. Знаходимо густину і динамічну в’язкість повітря при робочих умовах:

  (кг/м3);     
 
 (),      
де     Т0 = 273 К, Р0 = 101300 Па – температура і тиск повіт­ря при нормаль-них умовах;
Тр, Рр– температура і тиск повітря при робочих умовах;
    ρ,  μ  – густина і динамічна в’язкість повітря при нор­мальних умовах (додаток Д);
С  – константа (додаток Д).
3. Летюча зола, яка утворюється при пиловидному спалюванні кам’яного вугілля, відноситься (табл. 1.3) до ІІ групи (слабо злиплива).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
Концентрація золи в очищуваних газах складає   
                   (г/м3),             
де   qп  – питомі викиди шкідлививих речовин, г/(кВт·год.) (додаток К);
       Qг– вихід газів, м3/(кВт·год.) (додаток К).
4.  Проектуємо для очищення газів батарейний циклон з направ-лювальними апаратами типу „розетка” (табл. 2.14) діаметром 250 мм (допускається запиленість до 75 г/м3) з лопатками нахи­леними під кутом   α = 25°.                                                                                                                                                                                                                                                                                                           
5. Витрати газу через один направлювальний елемент визначає­мо за формулою
 (м3/с),
 де  – оптимальна швидкість газу в елементі, м/с (табл. 2.13)  
6. Знаходимо необхідне число елементів
                50,5 (шт).
Проектуємо до встановлення батарейний циклон ЦБ-254 Р з n = 50 елемен-тами (табл. 2.13).
7. Дійсна швидкість газів у циклоні
                4,52 (м/с).
Відхилення від норми (± 15%) складає
                                    
8. Знаходимо аеродинамічний опір батарейного циклону
              542 (Па),
де   – коефіцієнт гідравлічного опору (табл. 2.13).
 9. Визначаємо значення медіанної тонкості очищення циклону, який проектується

 (мкм),
де  ,,, – параметри типового циклону діаметром                  DT  = 250 мм  (табл. 2.16).

10. Знаходимо параметр
            
де   – ступінь полідисперсності пилу для типового циклону
                (табл. 2.16);
   – ступінь полідисперсності дійсного пилу (табл. 2.11).
11.  За додатком А знаходимо  F(x) = 0,46.
 Тоді ефективність очищення газів буде рівна

 

Вінниця ВНТУ 2010