Главная Обратная связь

Дисциплины:






МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ



Расчет циклона

Для расчета выбирается циклон конструкции НИИОГАЗ, ВТИ, ЦККБ.

Для выбора диаметра центробежного пылеосадителя можно руководствоваться справочными данными, которые представляют ориентировочные соотношения основных размеров центробежных пылеосадителей.

Площадь сечения входного патрубка:

.

Здесь расход газа в рабочих условиях:

, м3/с.

Скорость воздуха на входе в циклон:

м/с.

Так, для циклона НИИОГАЗ по справочной литературе находим:

.

Соответственно площадь сечения входного патрубка:

.

Откуда ширина входного патрубка:

.

Предварительное значение диаметра циклона по справочной таблице:

.

Определяется ориентировочное значение фактора разделения:

,

где - окружная скорость газа в циклоне (принимается равной 12-14 м/с).

Полагая, что осаждение мелких частиц пыли подчиняется закону Стокса, определяем скорость осаждения частиц:

.

Исходя из заданной производительности циклона, определяется внутренний диаметр выхлопной трубы:

,

где - скорость газа в выхлопной трубе. В практических расчетах принимают равной 4-8 м/с.

Наружный диаметр выхлопной трубы:

,

где - толщина стенки выхлопной трубы.

Правильность выбранного значения диаметра циклона проверяем по формуле:

.

Высота цилиндрической части центробежного пылеосадителя:

.

Высота конусной части определяется по справочным данным:

.

Гидравлическое сопротивление циклона:

,

где - коэффициент, зависящий от конструкции циклона (для циклонов конструкции ЦККБ , для циклонов ВТИ , для циклонов НИИОГАЗ )

1.4.2 Расчет батарейного циклона

Полагая, что батарейный циклон будет работать при нормальной нагрузке, предварительно принимают гидравлическое сопротивление аппарата:

Па.

Определение плотность газа при рабочих условиях:

.

Находится соотношение .

На основании справочных данных выбирают циклонные элементы диаметром D, а также коэффициент гидравлического сопротивления .

определение скорости газа в цилиндрической части циклонного элемента:

.

Расход газа на один элемент батарейного циклона:

,

где - внутренний диаметр элемента циклона.

Требуемое число элементов:

,

где - общий расход газа при рабочих условиях очистки в циклоне

Ширина аппарата:

.

Длина аппарата:

,

где , - количество элементов по ширине и длине камеры; - внешний диаметр элемента циклона.

Определение площади сечения элемента:

.

Условная скорость газа в элементе циклона:

.

Действительное гидравлическое сопротивление батарейного циклона:

.

Выбирается скорость газа в выхлопной трубе элемента циклона из интервала 4 6 м/с



Определяется внутренний диаметр выхлопной трубы:

,

где - скорость газа в выхлопной трубе. В практических расчетах принимают равной 4-8 м/с.

Наружный диаметр:

.

Приняв среднюю скорость газа в живом сечении первого ряда элементов камеры циклона м/с, определяется высота вводного канала в распределительную камеру:

.

 

1.4.3 Расчет пылеосадительной камеры

Действительный расход газа при заданной температуре:

, м3/с.

Максимально допустимая скорость газа с учетом, чтобы частицы не уносились с потоком газа:

, м/с.

Действительная скорость газа:

.

Выбрав длину камеры = 4-6 м, определяется время пребывания газа в камере:

.

Определяется теоретическая скорость осаждения в камере частиц диаметром d по следующей схеме:

.

Значение критерия Архимеда:

.

Критерий Рейнольдса:

.

Теоретическую скорость осаждения частиц твердой фазы в камере:

.

Действительную скорость осаждения частиц на полках принимается равной:

.

Тогда расстояние между полками:

, м.

Необходимая суммарная поверхность осаждения камеры:

.

Выбрав ширину камеры B = 3 5 м, находится необходимое количество полок:

.

Общая высота пылеосадительной камеры:

,

где - толщина одной полки (8-10мм).

 

1.4.4 Расчет пенного газопромывателя

Верхним пределом допустимой скорости газа является такая скорость, при которой резко увеличивается унос воды в виде брызг. По экспериментальным данным сильный брызгоунос начинается при скоростях газа в полном сечении аппарата (под решеткой) от 2,7 до 3,5 м/с.

Нижним пределом скорости газа для пенного аппарата является скорость, при которой сильно уменьшается пенообразование.

Для пенных аппаратов лимитирующим нижним пределом скорости газа является также такая скорость, при которой возможно сильное протекание жидкости через отверстия решетки, в результате чего высота слоя пены снижается, а жидкость не полностью покрывает поверхность решетки. Для обычных условий нижним пределом расчетной скорости можно считать 1 м/с.

Выбирается средняя скорость газа

м/с.

Определяется площадь поперечного сечения аппарата:

,

где - расход газа, поступающий в аппарат при рабочих условиях.

Расход поступающей воды рассчитывают, исходя из материального баланса пылеуловителя:

,

где - расход воды, стекающей через отверстия в решетке (утечка), кг/с; - расход воды, стекающей через сливной порог, кг/с.

Количество воды, протекающей через отверстия решетки, определяется массой уловленной пыли и заданным составом суспензии.

При заданной степени очистки концентрация пыли в газе после газопромывателя определяется по формуле:

, кг/м3,

где - объемная массовая концентрация на входе, кг/м3.

, кг/м3,

где - плотность газовой смеси подаваемой в газопромыватель, кг/м3.

Количество улавливаемой пыли:

, кг/ч,

где - массовый расход газа в аппарате, кг/ч.

Расход воды, стекающей через отверстия в решетке (утечка), т.е. объем воды, необходимой для образования суспензии, определяется по уравнению:

, кг/ч,

где K – коэффициент распределения пыли между утечкой и сливной водой, выраженный отношением количества пыли, попадающей в утечку, к общему количеству уловленной пыли. ;

с = Т:Ж – концентрация пыли в суспензии (утечка). Находится, как правило, в пределах отношения Т:Ж = 1:5 1:10. Получение суспензии с Т:Ж > 1:5может вызвать забивание отверстий решетки. Получение суспензии с Т:Ж > 1:10 нерационально ввиду ее слишком больших объемов.

Вследствие трудности определения параметров решетки по заданной утечке принимаем коэффициент запаса:

.

Т.о., .

Поскольку в утечку попадает больше пыли, чем в воду на сливе, то для уменьшения общего расхода воды целесообразно уменьшать Lсл. Однако слишком сильная утечка создает неравномерность высоты слоя воды. Поэтому рекомендуется принимать:

.

Далее определяют основные характеристики решетки, исходя из необходимой утечки.

Для обеспечения нормальной работы газопромывателя скорость газа в крупных отверстиях d0 = 4-6 мм выбирают в пределах 8-13 м/с. Для решеток с d0 = 2-4 мм скорость газа составляет 6-8 м/с.

Далее рассчитывают долю свободного сечения решетки, отвечающей выбранной скорости:

,

где - скорость газа в отверстиях решетки, м/с; - коэффициент углового отклонения перфорированной площади решетки к площади сечения аппарата.

Полагают, что отверстия располагаются по равностороннему треугольнику, то шаг между отверстиями:

.

Определяется высота слоя пены на решетке, чтобы обеспечить заданную степень очистки .

Коэффициент скорости пылеулавливания:

, м/с.

Высота слоя пены на решетке определяется:

, м.

Высота исходного слоя воды на решетке:

, м.

Интенсивность потока на сливе с решетки:

,

где b – ширина сливного отверстия (равна ширине решетки) [4, 6].

Высота сливного порога равна:

.

Для обеспечения работы аппарата при колебаниях режима действительная высота порога принимается:

 

1.4.5 Расчет электрофильтра

Характер процесса электрической очистки газов (зарядка и движение и осаждение взвешенных частиц) определяется в основном напряженностью электрического поля в межэлектродном пространстве электрофильтра.

Критическая напряженность электрического поля, при которой возникает разряд:

, В/м.

где - относительная плотность газового потока, т.е. отношение плотностей газов в рабочих и стандартных условиях.

.

Диаметром коронирующего электрода следует задаться:

м.

Критическое напряжение или разность потенциалов, возникающую между коронирующим и осадительным электродами при коронном разряде:

для трубчатого электрофильтра:

, В.

где диаметр осадительного электрода:

м.

для пластинчатого электрофильтра:

, В,

где Н – расстояние между коронирующим и осадительным электродами (0,15-0,3); d – расстояние между соседними в ряду коронирующими электродами (0,24-0,48 м).

Линейная плотность тока коронирующего электрода.

для трубчатого электрофильтра:

;

для пластинчатого электрофильтра:

,

где U – напряжение, приложенное к электроду, В ( В); R – подвижность ионов, м2/(В.с), скорость, которую ионы получают в электрическом поле при напряженности поля, равной единице, которая определяется следующим образом:

При давлении газа можно принять .

где подвижность электронов при стандартных условиях (определяется по справочным данным, в зависимости от природы газа).

- коэффициент, зависящий от взаимного расположения электродов.

Действительная напряженность электрического поля:

для трубчатого электрофильтра:

.

для пластинчатого электрофильтра:

,

где - диэлектрическая постоянная.

= Ф/м.

На частицу в электрическом фильтре действует кулоновская сила действия электрического поля. Эта сила вне области короны направлена к осадительному элементу. Скорость перемещения частиц под действием этой силы (скорость дрейфа):

, м/с,

где – диаметр частиц, м; - вязкость среды (газа).

Определение удельной поверхности осаждения:

для трубчатых электрофильтров:

,

где L – длина осадительных электродов (2-3 м); r – радиус трубы (0,2-0,5 м); – скорость газа в активном сечении электрофильтра (при работе в нормальном режиме = 0,7-0,9м/с); - число осадительных элементов (12-16 шт).

для пластинчатого электрофильтра:

.

где - активная площадь сечения электофильтра (5-9 м2);

- площадь рабочей поверхности осаждения (220-280 м2).

Действительная скорость дрейфа частиц в 2 раза меньше теоретически рассчитанной:

.

Степень очистки газа в электрическом фильтре находится по формуле:

.

 





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...