Промислова екологія - Апостолюк C. O. - 3.6.2. Технологічний та конструктивний розрахунки системи імпульсної регенерації рукавних фільтрів

Для забезпечення ефективної регенерації рукавних фільтрів потрібно, щоб по вітряно-пило вий потік, що надходить з ежектора, зупинив потік, який виходить із фільтрувального елемента. Цей потік повинен створити всередині елемента такий тиск, який спричинив би коливання фільтрувальної перегородки та забезпечив зворотне продування.

Розрахунок ежектора класичним методом є досить складним, тому в інженерній практиці рекомендують приблизні методи розрахунків за допомогою графічних залежностей (рис. 3.42).

залежність витрати повітря через ежектор від тиску, що створюється ежектором

Рис. 3.42. Залежність витрати повітря через ежектор від тиску, що створюється ежектором: І - характеристика ежектора; 2 - характеристика ежектора з урахуванням залишкового опору рукавів; 3,4 - характеристики рукавів

Вздовж осі абсцис відкладають тиск, створений ежектором, а вздовж осі ординат - витрати повітря, що виражаються через коефіцієнт ежекції:

Де О0 - витрата робочого повітря, що витікає із сопла, кг/с; п -- коефіцієнт ежекції.

Прямими лініями на графіку (див. рис. 3.42) відображена робота рукавів із різною проникністю перегородок. Перетин кривої ежектора та прямої перепаду тисків на рукаві є робочими точками підчас регенерації. Тиск, що розвивається ежектором при відсутності потоку, тобто в закриту камеру, відповідає нульовій продуктивності; при цьому буде максимальний перепад тиску в ежекторі. Максимальний коефіцієнт ежекції спостерігатиметься при мінімальному перепаді тисків.

Рівняння прямої лінії, що є характеристикою ежектора, можна подати у вигляді формули

Де АРе - перепад тисків на ежекторі, який може бути виражений через перепад тисків на фільтрувальній перегородці

Де АР'^ - перепад тисків між камерами очищеного та запиленого повітря під час регенерації, Па; АРр - перепад тисків під час регенерації між камерою запиленого повітря і внутрішньою порожниною рукава, Па; &;Ретах - максимальний перепад тиску на ежекторі, Па.

Витрату повітря, що надходить у змішувальну камеру ежектора, можна визначити через витрату очищуваного повітря за допомогою рівняння матеріального балансу

Де / - коефіцієнт, що характеризує проникливість перегородки (/" и>/АРп); Рр - площа регенерованого фільтрувального елемента.

Розв'язуючи разом рівняння (3.35) і (3.37), отримуємо перепад тисків під час регенерації у такому вигляді [19]:

Де Єо - витрата повітря, що надходить у змішувальну камеру ежектора, м3/с; птая - максимальний коефіцієнт ежекції (див. рис. 3.42); со - швидкість фільтрування, м/с.

Із формули (3.40) видно, що зменшення швидкості фільтрування та зниження перепаду тисків сприятливо впливають на умови регенерації.

Максимальний перепад тисків (Па), що розвивається ежектором, можна визначити за формулою [19]

Де Р0 - повний тиск стиснутого повітря в продувальній трубі, Па; Р'к - повний тиск у камері очищуваного повітря, Па; 0, - геометричний параметр ежектора (відношення площі /"с отвору сопла до площі перетину /Л (камери змішування)), визначають за формулою

Де <іе і Вк - діаметри сопла та камери змішування, м.

Унаслідок особливостей імпульсивної регенерації розрахунок максимальної величини коефіцієнта ежекції за загальноприйнятими формулами не є достатньо точним.

На основі багаторічних експериментів Б. С. Косоуров [19] запропонував точнішу формулу для визначення максимального коефіцієнта ежекції:

Де к - показник адіабати (для повітря 1,4); По - відношення повного тиску ежектуючого повітря (газу) до ежекційного (П = = Рт/Р'^ Я() ~~ газодинамічна функція, що є відношенням густини забрудненого повітря при його адіабатному струмені до густини при критичній швидкості (вибирають з табл. 3.11).

Кількість бо стиснутого повітря (кг), що витікає через отвір з гострою крайкою, на 18-20 % менша, ніж при течії із зведеного сопла, і визначається за формулою

Де т - час подачі імпульсу, с; £ - прискорення земного тяжіння, м/с2; рл - густина повітря, г/см8; иотв - коефіцієнт витрати

Таблиця 3.11. Значення газодинамічних функцій при показнику адіабати повітря k = 1,4

значення газодинамічних функцій при показнику адіабати повітря k = 1,4

Стиснутого повітря через отвір сопла; при Р'К /Рв, що дорівнює критичному, приймають хото = 0,85; /е - площа отвору сопла, мм2.

Для практичних розрахунків при Р0/Р'К > 3 формула (3.44) може бути спрощена:

Де С - коефіцієнт для повітря та азоту 0,002, для вуглекислого газу 0,0023.

Після розрахунку перепаду тиску на ежекторі, використовуючи вирази (3.37) і (3.38), можна розрахувати коефіцієнт ежекції за формулою

Необхідно зауважити, що коефіцієнт ежекції є несталим протягом всього циклу регенерації. На початку процесу, коли перепад тисків на ежекторі малий (відповідає перепаду тисків на дифузорі в режимі фільтрування), коефіцієнт ежекції наближається до максимуму. Якщо тиск у порожнині рукава фільтра збільшується, коефіцієнт ежекції зменшується і досягає мінімуму при перепаді тиску в рукаві АР"; ця величина визначається за розрахунком.

Діаметр сопла може бути визначений із виразу (3.47). Відстань від зрізу сопла до змішувальної камери ежектора (м) може визначитися за формулою

Де £>к - діаметр змішувальної камери ежектора, мм; сіс - діаметр отвору сопла, мм.

Діаметр підвідної трубки до клапанних секцій визначають за формулою

Де йс - діаметр отвору сопла, мм; N - число соплових отворів.

При розрахунку об'єму ресивера рукавного фільтра використовують формулу

Де Ув - об'єм одночасно регенерованих фільтрувальних елементів, м3; к - коефіцієнт заповнення рукавів стиснутим повітрям; Р'Т - відношення мінімального необхідного абсолютного тиску стиснутого повітря в ресивері до атмосферного (приймають 4-в); Рост - відношення абсолютного тиску стиснутого повітря в ресивері в кінці циклу регенерації до атмосферного (приймають 2,5- 3,0); и) - швидкість повітря в підвідному патрубку, м/с (приймають 20-30 м/с); 7?т - площа поперечного перерізу патрубка, що підводить стиснуте повітря, м2; р' - відношення густини прохідного повітря до густини атмосферного (приймають 2,5-3,5).

Якщо відома витрата повітря через сопла, формулу (3.49) можна записати в такому вигляді:

Потужність електродвигуна компресора (кВт) визначають за формулою

Де к' - коефіцієнт запасу потужності електродвигуна = 1,1); п - показник політропи (для поршневих компресорів приймають 1,20-1,25); Рг Рг - початковий і кінцевий тиски в компресорі, Па; V - витрата втиснутого повітря, приведена до нормальних умов, м3/с.

Розрахунок електроенергії, необхідної для отримання заданої кількості стиснутого повітря, а отже, і для регенерації фільтрів з імпульсним продуванням, проводиться за формулою (3.51) без урахування коефіцієнта запасу потужності.

Схожі статті




Промислова екологія - Апостолюк C. O. - 3.6.2. Технологічний та конструктивний розрахунки системи імпульсної регенерації рукавних фільтрів

Предыдущая | Следующая