Выбор пылеосадительных устройств

Выбирая аппараты для первой и второй ступеней очистки, необходимо не только ориентироваться на полученную степень очистки, но также принимать во внимание физико-химические свойства пыли. Кроме того, необходимо уделять внимание простоте аппаратов и легкости их эксплуатирования, экономичности проекта.

В соответствии с заданием дисперсный загрязнитель находится в твердой фазе. Для такого варианта выбросов наиболее целесообразны сухие пылеосадители. Использовать в качестве первой ступени очистки аппараты мокрой очистки, даже если они по степени очистки превосходят устройства сухой очистки, можно только в исключительных случаях.

При выборе аппарата первой ступени очистки степень очистки не столь важна, однако также не стоит принимать во внимание аппарат с весьма малым коэффициентом очистки. А при выборе аппарата второй ступени очистки степень очистки должна быть более 99%.

Пылеосадительные камеры. Основным достоинством данных аппаратов является простота конструкции, не трубует особых эксплуатационных усилий – необходима лишь чистка. Запроектированная пылеосадительная камера очень громоздка по габаритам, т.е. требует дополнительных, отдельных от цеховых сооружений, что обусловлено большим объемом газовых выбросов. К тому же, аппарат имеет очень малый коэффициент очистки. Поэтому целесообразнее использовать менее громоздкие устройства с большей интенсивностью очистки.

При оценке аппаратов мокрой очистки необходимо принимать во внимание тот факт, что для мокрой очистки необходима вода, а это влечет к удорожанию проекта из-за увеличения энергозатрат и необходимости введения хозяйств по водоснабжению, водоотведению. Из всех рассмотренных устройств мокрой очистки наиболее оптимальным вариантом является аппарат ударного действия ПВМ. Он обеспечивает высокую степень очистки даже на первой стадии, при этом потребление воды в нем минимальное (только удаление со шламом). Таким образом, ПВМ также возможно использовать для первой ступени очистки. По сравнению с батарейным циклоном коэффициент очистки газов в ПВМ выше. Однако необходимость применения воды в процессе пылеудаления делает аппарат ПВМ менее привлекательным в использовании. Кроме того, как было сказано ранее, при выборе аппаратов первой ступени коэффициенту очистки уделяется меньше внимания.

Циклоны в настоящее время рекомендуется использовать для предварительной очистки и устанавливать перед устройствами с высокой степенью очистки. Из-за большого расхода дымовых газов при проектировании пришлось применить установку из 6 циклонов. Поскольку коэффициент очистки высок, то группу из 6 циклонов можно использовать для первой ступени очистки. Но так как группа циклонов будет громоздкой, я выбрал батарейные циклоны.

Для обеспечения большой пропускной способности используются батарейные циклоны. Батарейные циклоны, также как и одиночные циклоны, применяются при малой слипаемости частиц пыли. Согласно заданию, Р = 539 Па –слипающаяся пыль. Поэтому выбираем батарейный циклон ПБЦ с элементом прямоточный ЦКТИ. Из аппаратов сухой очистки для первой стадии он наиболее подходящий.

При выборе электрофильтра необходимо учитывать величину УЭС пыли в переделах 10⁵…10¹⁰, а также обращать внимание на такие характеристики пыли, как коррозионная активность по отношению к металлическим конструкциям фильтра, пределы взрываемости при наличие горючих веществ, возможность возникновения коррозионно-активных и горючих веществ в результате электрохимичекой реакции в самом электрофильтре. По заданию УЭС в переделах 10¹¹, что не соответствует условиям для электрофильтров.

Рукавные фильтры обеспечивают наиболее высокую степень очистки. Для рукавных фильтров нежелательны свойства пылей и выбросов, которые могут повредить фильтрующий материал. Это такие факторы, как острые грани и колющие элементы частиц, схватываемость пылей, кислая или щелочная реакция водной вытяжки (рН≤5, рН≥9), несоответствие температуры выбросов допустимому температурному уровню фильтрующего материала.

Для второй ступени очистки наиболее подходящее устройство – рукавный фильтр.. По заданию УЭС в переделах 10¹¹, что соответствует условиям. Наиболее подходящий филтр является ФР 5000 со стеклотканями используется для очистки взрывоопасных газовых смесей с температурой до 240⁰С.Их регенерацию осуществляют обратной посекционной продувкой.

Таким образом, для второй ступени очистки применяется фильтр ФР-5000.

По заданному расходу подбираем дымасос Д-13.5 (мощность 110кВт, частота вращения в минуту-1000, производительность 58000м3/ч, полное давление даПа 310, масса 2290кг. После выбора аппаратов для первой и второй ступени очистки выполняется пересчет состава пыли после первой ступени очистки.

1. Для заданного на проектирование дисперсного состава пыли определяется содержание каждой фракции Δq_bi.

2. Представляется масса каждой фракции M_bi в кг.

3. По линии парциальных коэффициентов осаждения для батарейного циклона ПЦБ (линия 3) и по линии дисперсного состава пыли (линия Д) находятся величины фракционных коэффициентов очистки η_pi для заданного состава пыли.

4. Масса каждой фракции пыли, уловленной в батарейном циклоне, рассчитывается по формуле:

M_si = η_pi · M_bi, кг (39)

5. Масса каждой фракции пыли, не уловленной в батарейном циклоне, находится по формуле:

М_ei = M_bi – M_si, кг (40)

6. Остаток пыли ΣМ_ei, прошедшей через батарейный циклон, принимается за 100% и вычисляется его дифференциальное распределение, т.е. содержание каждой фракции в остатке Δq_еi.

Δq_еi, %= М_ei,·100/ Σ М_ei,

7. Суммируются значения Δq_еi, начиная с самой крупной фракции d = 130 мкм, и получается интегральное распределение состава пыли q_еi по остатку R(d).

Расчеты сведем в таблицу 17.

Таблица 17

Построение графика дисперсного состава ведется по значениям ординат R(d), %, нанесенным с правой стороны вероятностно-логарифмической сетки координат (линия 6).

8. Со вновь полученного графика дисперсного состава находятся диаметры частиц пыли, улавливаемых на 15,9%, 50% и 84,1%. Соответственно: d_15,9 = 10,6 мкм, d₅₀ = 5,4 мкм, d_84,1 = 2,76 мкм.

Среднее квадратичное отклонение в функции данного распределения равно:

σ_η = d_15,9 / d₅₀ = d₅₀ / d_84,1 (41)

σ_η = 13,5 / 4,3 = 4,3 / 1,37

σ_η=3,13

9. Общая степень очистки двухступенчатой установки определяется по выражению:

η_1,2tot = η_1tot + η_2tot · (1 - η_1tot) = 0,916+ 0,99 · (1 – 0,916) = 0,9991

Таким образом, суммарная степень очистки составляет η_1,2tot = 99,91%.

Список использованной литературы

1. Биргер М.И., Вальдберд А.Ю., Мягков Б.И. и др. Справочник по пыле- и золоулавливанию. – М.: Энергоиздат, 1983 – 312 c.

2. Методические указания: по курсу «Процессы и аппараты газоочистки» для студентов направления 270800. КГАСУ. Сост.: Осипова Л.Э., Зиганшин М.Г. – Казань, 2015 – 47 c.

3. Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Зиганшин А.М. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. – Санкт-Петербург.: Изд-во «Лань», 2014 – 544 c.

4. Каталог пылегазоочистного оборудования. Международный фонд конверсии. Центр экологических проблем. М: 1990 – 238 c.

5. Швыдкий В.С., Ладыгичев М.Г. Очистка газов: Справочное издание. – М.: Теплоэнергетик, 2002 – 640 с.

6. Алиев Г. М.-А Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: Справ, изд.
. М.: Металлургия, 1986. 544 с.