Промислова екологія - Апостолюк C. O. - 3.6.1. Технологічний розрахунок сухих рукавних пиловловлювачів

Серед відомих методів розрахунку пилоочисних установок необхідно виділити:

- технологічний розрахунок пилоочисних установок;

- технологічний та конструктивний розрахунок систем імпульсної регенерації;

- аеродинамічний розрахунок фільтрувальних апаратів;

- розрахунок корпусів і запобіжних мембран на міцність пилоочисних установок.

Розглянемо особливості кожного методу розрахунку, їхню важливість при проектуванні нових і модернізації існуючих пилоочисних установок, що найчастіше використовуються на промислових підприємствах.

3.6.1. Технологічний розрахунок сухих рукавних пиловловлювачів

Технологічний розрахунок рукавних пиловловлювачів зводиться до визначення:

- площі фільтрувальної перегородки;

- гідравлічного опору фільтрувальної перегородки та пиловловлювача в цілому;

- частоти й тривалості циклів регенерації фільтрувальних елементів;

- потужності електродвигуна вентилятора для транспортування (подавання) очищуваного повітря через пиловловлювач (фільтр).

Фільтрувальну поверхню пиловловлювача або групи пиловловлювачів (м2) визначають за формулою

Де фп - об'єм запиленого повітря, що подається на очищення, м3/год; фо - об'єм повітря, що витрачається на зворотне продування, м3/год; д - питоме повітряне навантаження при фільтруванні, м3/(м2ххв); Рр - фільтрувальна поверхня, що відключається на стадії регенерації протягом 1 год, м2; визначають за формулою

Де Ие - число секцій; .Р - фільтрувальна поверхня секцій, м2; хр - час відключення секції на регенерацію, с; т - число регенерацій протягом 1 год.

Для пиловловлювачів з імпульсним продуванням унаслідок незначного часу регенерації поверхні, що виключається на час регенерації, та об'ємом повітря, потрібного для зворотного продування, можна знехтувати.

Питоме повітряне навантаження для рукавних фільтрів приймають у межах від 0,3 до 6 м3/(м2 х хв). Всередині цього діапазону вибір оптимального його значення залежить від багатьох факторів: властивостей вловлюваного пилу; способу регенерації фільтрувальних елементів; концентрації пилу в повітрі; структури фільтрувального матеріалу; температури очищуваного повітря, потрібного ступеня очищення.

З урахуванням згаданих властивостей питоме повітряне навантаження д можна визначити за формулою [19]

Де дн - нормативне питоме навантаження, що залежить від виду пилу та його здатності до агломерації (визначається з табл. 3.7); Сх - коефіцієнт, що враховує особливість регенерації фільтрувальних елементів; для пиловловлювачів з регенерацією зворотним продуванням та одночасним витрушуванням або коливанням рукавів встановлюють коефіцієнт С, = 0,70-0,85, а для пиловловлювачів з регенерацією зворотним продуванням коефіцієнт С1 =0,55-0,70; С2 - коефіцієнт, що враховує вплив концентрації пилу на питоме повітряне навантаження (визначають з рис. 3.41); С3 - коефіцієнт, що враховує вплив дисперсності пилу в повітрі (визначають із табл. 3.8); С4 - коефіцієнт, що враховує вплив температури очищуваного повітря (визначають із табл. 3.9); Сб - коефіцієнт, що враховує вимоги до якості очищення (приймають С5 = 1,0).

Таблиця 3.7. Значення нормативного питомого повітряного навантаження qн [19]

значення нормативного питомого повітряного навантаження qн

залежність коефіцієнта с2 від концентрації пилу

Рис. 3.41. Залежність коефіцієнта С2 від концентрації пилу

Таблиця 3.8. Значення коефіцієнта С3, що враховує вплив дисперсного складу пилу в повітрі [19]

Медіанний розмір частинок пилу, мкм

Коефіцієнт С3

Понад 100

1,2-1,4

50-100

1,1

10-50

1,0

3-10

0,9

Менше 3

0,7-0,9

Таблиця 3.9. Значення коефіцієнта С4, що враховує вплив температури *, °С

T, °С

20

40

60

80

100

120

140

160

С4

1

0,9

0,84

0,78

0,75

0,73

0,72

0,70

За розрахунковою площею фільтрувальних елементів з табл. 3.10 вибирають тип пиловловлювача [19].

При виборі рукавних пиловловлювачів важливим є визначення гідравлічного опору, від якого залежать енергетичні витрати на фільтрування.

Таблиця 3.10. Характеристика пиловловлювачів з імпульсним продуванням

характеристика пиловловлювачів з імпульсним продуванням

характеристика пиловловлювачів з імпульсним продуванням

Загальний гідравлічний опір рукавного пиловловлювача складається із опору корпуса фільтрувальних апаратів АР та опору фільтрувального рукава (перегородки) ЛРп:

Опір корпуса пиловловлювача визначається величиною місцевих опорів, що виникають на вході та виході з апарата і при розподілі повітряного потоку по фільтрувальних елементах. У загальному вигляді гідравлічний опір корпуса апарата можна оцінити коефіцієнтом опору цього апарата, віднесеним до швидкості повітря у вхідному корпусі [19]:

Де і"вх - швидкість повітряного потоку у вхідному патрубку, м/с; рп - густина запиленого повітря, кг/м3.

Для правильно сконструйованих рукавних пиловловлювачів коефіцієнт гідравлічного опору корпуса переважно становить 1,5-2,0. Для рукавних пиловловлювачів із зворотним продуванням, обладнаних тарілчастими клапанами, коефіцієнти гідравлічного опору набувають вищих значень.

Швидкість повітряного потоку у вхідному патрубку визначають за формулою [19]

Де Qп - кількість запиленого повітря, що подається в пиловловлювач за годину, м3/год; Рвх - площа поперечного перерізу вхідного патрубка, м2.

Гідравлічний опір рукава (перегородки) пиловловлювача значною мірою залежить від маси та властивостей пилу, який осів на тканинну перегородку. Цей опір має дві складові: постійну ДР' і змінну АР" величини:

Постійна складова гідравлічного опору створюється фільтрувальною перегородкою та пилом, що осів на ній. Постійну складову гідравлічного опору перегородки визначають за формулою

Де л - коефіцієнт, що залежить від товщини фільтрувального матеріалу, ступеня його проникності, становить: Лл = (1100-1500) х

Х 10вм_1 - для фільтрувальних тканин лавсану, що вловлює цементний кварцовий пил з медіанним діаметром у межах 10- 20 мкм; кп = (2300-2400) х 10вм_| - для лавсану при вловлюванні пилу від сталеплавильних дугових печей, при електро-газозварювальних роботах тощо. Для більш щільних тканин (лавсан, склотканина) коефіцієнт опору фільтрувальної перегородки збільшують у 1,2-1,3 раза. При вловлюванні пилу з невеликим медіанним діаметром (<1М < 1 мкм) коефіцієнт опору фільтрувальної перегородки (рукавів) збільшують у 2-3 рази, а при вловлюванні кремнієвого пилу з медіанним діаметром частинок 0,6 мкм £п = (13 000-15 000) х 106м-'.

Наведені значення коефіцієнтів можуть використовуватися при розрахунках гідравлічного опору фільтрів з імпульсним продуванням. У рукавних фільтрах зі зворотним продуванням після регенерації значення кп необхідно збільшити на 15-25 %.

Для лавсану коефіцієнт кп із врахуванням збільшення на 15- 25 % можна в середньому прийняти: к % 3700 х 10вм_1; іа - коефіцієнт в'язкості запиленого повітря, в середньому 20 х 10"1 Па х с; т - тривалість циклу, приблизно становить: т " 600 с; (ових - швидкість потоку запиленого повітря у вихідному патрубку (со = 0,16 м/с); п - показник ступеня, що залежить від режиму потоку струменя (для розрахунків приймають п - 1; при турбулентній течії п > 1).

Змінну складову гідравлічного опору перегородки визначаємо за формулою [19]

Де рв - коефіцієнт кінематичної в'язкості запиленого повітря (ив = 20 х 10~в Па х с); т - тривалість циклу фільтрування, приблизно приймають т = 600 с; Zn - змінна величина гідравлічного опору фільтрувальної перегородки, для дрібного пилу (йм < 20 мкм) Zn = 600-800 Па, для крупного пилу з медіанним діаметром йм > 20 мкм - 250-350 Па; для вловлювання волокнистого пилу Zn = 200-250 Па; совмж - швидкість повітря у вихідному патрубку (со = 0,016м/с); кх - параметр опору шару пилу, для цементного пилу з медіанним діаметром частинок 12- 20 мкм кх = (6,5-16) х 109 для очищення повітря від пилу сталеплавильної дугової печі з ^ = 3 мкм к1 = 80 х 10е м/кг; для руднотермічних печей плавлення кремнію (сіл = 0,7 мкм) к1 = 330 х 10е м/кг.

Тривалість циклу фільтрування пиловловлювача визначають за формулою

На основі загального гідравлічного опору пиловловлювача та продуктивності визначають потужність електродвигуна за формулою (3.25).

Схожі статті




Промислова екологія - Апостолюк C. O. - 3.6.1. Технологічний розрахунок сухих рукавних пиловловлювачів

Предыдущая | Следующая