Расчет схемы очистки пылей, образующихся на свинцовом производстве (стр. 4 из 6)

Завод	Источник очищаемых газов	Тип фильтра	Температура газов,°С		Степень улавливания, %	Скорость фильтрации, м3/ (м3·мин)
			на входе в фильтр	на выходе из фильтра
Свинцовый А	Спекательные машины с дутьем снизу	РФГ	80-100	50-80	99,0	0,7
	Купеляционные печи	РФГ	90	60	98-99	0,9-0,95
Свинцовый Б	Шахтные печи	РФГ	85	50-60	98,4	1,0
	Шлаковозгонка	РФГ	130-140	-	99,9	1,0
Свинцовый В	Горны	Мешочный	85-95	42-45	99,9	0,24
Свинцовый А	То же	Со струйной продувкой	-	-	90-92	7

На свинцовых заводах рукавные фильтры используются для улавливания пыли газов шихтоподготовки, агломерации, шахтной плавки, шлаковозгонки, конвертирования, рафинирования, переработки шликеров и пылей. На ряде свинцовых заводов в рукавных фильтрах очищаются газы отдельных переделов, на других - газы почти всех переделов, причем в большинстве случаев технологические газы смешиваются с вентиляционными.

На данный момент наиболее распространенными являются рукавные фильтры типа ФРКИ, ФРКДИ, ФРО, УРФМ и др.

Рукавные фильтры типа ФРКИ. Предназначены для высокоэффективной очистки (степень очистки 99% и выше) запыленных газов температурой от 60 до 130ºС, не являющихся токсичными, агрессивными, пожаро- и взрывоопасными.

Фильтр состоит из корпуса, разделенного на камеры неочищенного и очищенного газов, фильтровальных элементов (каркасного типа), клапанной секции с управляющими электромагнитами и устройством управления регенерацией, бункеров.

Неочищенный газ через бункер направляется в камеру и далее - через фильтрующую ткань закрытых снизу рукавов. Пыль задерживается на фильтрующей ткани, а очищенные газы удаляются через верхние открытые конусы рукавов и камеру очищенного газа.

Рис.2.2 Рукавный фильтр ФРКИ-360:

1 - рукав; 2 - крышка; 3 - клапанная секция; 4 - коллектор продувочного газа; 5 - корпус;

6 - бункер; 7 - люк.

Пример рукавного фильтра типа ФРКИ представлен на рис.2.2.

Регенерация фильтровальных рукавов осуществляется периодически по заданному циклу без отключения секций односторонней импульсной продувки сжатым воздухом, поступающим внутрь рукавов сверху через отверстия в продувочных коллекторах. Длительность импульсов - 0,1-0,2 с.

Таблица 2.2.

Техническая характеристика рукавных фильтров ФРКИ.

Показатель	Типоразмер фильтра
	ФРКИ-30	ФРКИ-60	ФРКИ-90	ФРКИ-180	ФРКИ-360
Код ОКП	364631 1001	364631 1002	364631 1003	364631 1005	364631 1006
Площадь фильтрующей поверхности, м2, не более	30	60	90	180	360
Количество рукавов	36	72	108	144	288
Диаметр рукава, мм	135	135	135	135	135
Высота рукава, м	2	2	2	3	3
Количество электромагнитов	3	6	9	12	24
Количество мембранных клапанов	6	12	18	24	48
Количество секций	1	2	3	4	8
Удельная газовая нагрузка, м3/м2 мин, не более	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8
Допустимая запыленность газа, г/м3	20	20	20	20	20
Гидравлическое сопротивление, кПа (кгс/м2)	1,2-2 (120-200)	1,2-2 (120-200)	1,2-2 (120-200)	1,2-2 (120-200)	1,2-2 (120-200)
Давление продувочного воздуха, МПа (кгс/см2)	03 (3) - 0,6 (6)	03 (3) - 0,6 (6)	03 (3) - 0,6 (6)	03 (3) - 0,6 (6)	03 (3) - 0,6 (6)
Наибольший расход сжатого воздуха, м3/ч	10	20	30	60	120
Допустимое давление (разрежение) внутри аппарата, кПа (кгс/м2)	5 (500)	5 (500)	5 (500)	5 (500)	5 (500)
Размер L1, мм	1300	2700	4000	5300	5300
Габаритные размеры, мм:длина Lширинавысота	146020303595	282020303595	414020303595	548020304520	585043404880
Масса с рукавами, т, не более	1,28	2,06	2,99	4,58	9,86

Система регенерации рассчитана на использование сжатого воздуха давлением 0,6 МПа (6 кгс/см²). В случае эксплуатации фильтров при пониженном давлении сопловые отверстия на раздающих трубах рассверливают согласно таблице, включенной в инструкцию по эксплуатации. Техническая характеристика рукавных фильтров типа ФРКИ представлена в таблице 2.2.

3. Расчет размеров аппаратов, используемых для очистки выбросов от свинцовой пыли

Дано:

Плотность частиц пыли	ρ	кг/м3	5400
Объемный расход	q	м3/ч	28000
Гранулометрический состав пыли	--	--	85% - 815% - 0,8
Концентрация пыли на входе в очистительный аппарат	С	г/м3	14
Температура газовой смеси	Т	°С	135
Состав газовой смеси	--	--	воздух + 2% SO2
ПДК свинца	ПДКРЬ	мг/м3	0,01

Расчет циклона (ЦН - 15).

1. Расчет диаметра циклона, м.

,

где q - объем выбросов предприятия, м³/ч;

w_{опт. -} оптимальная скорость в рабочем сечении выбранного циклона, м/с (w_onm= 3,5 м/с);

п - число одиночных циклонов, шт (п = 2).

Полученное значение D_pacчокругляем до ближайшего типового значения D_вн.

D_вн. = 1,2 м.

2. Определение действительной скорости движения газа в циклоне, м/с.

,

Так как значение действительной скорости отличается от оптимальной не более чем на 15%, то диаметр циклона выбран правильно.

3. Расчет коэффициента гидравлического сопротивления одиночного циклона, Па.

,

где k₁ - поправочный коэффициент, принимается интерполяцией в зависимости от диаметра циклона. (При D_eн > 500 мм k₁ = 1);

k₂ - поправочный коэффициент, принимается в зависимости от запыленности газа (k₂ = 0,93);

ξ₅₀₀ - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм. При удалении газа по воздуховоду ξ₅₀₀ принимается в зависимости от вида выбранного циклона (ξ₅₀₀ = 155).

.

4. Расчет гидравлического сопротивления циклона, Па.

,

где ρ - плотность газа при заданной температуре, кг/м³.

Используя правило аддитивности, подсчитываем плотность газовой смеси заданного состава в нормальных условиях ρ_о, кг/м³:

,

где r_i ^- объемная доля газа, входящего в состав смеси;

ρ_о - плотность газа, входящего в состав смеси, в нормальных условиях, кг/м³.

Вычисляем плотность газовой смеси в рабочих условиях:

,

где Т - температура газовой смеси,°С.

5. Определение динамической вязкости газовой смеси при заданной температуре.

По формуле Гернинга и Ципперера:

,

где μ_Т - вязкость газа при заданной температуре, Па*с;

μ₀ - вязкость газа при нормальных условиях, Па*с;

k - поправочный коэффициент.

,

где r_i ^- объемная доля газа, входящего в состав смеси;

Т_cri - критическая температура газа, входящего в состав смеси, К.

,

где r_i ^- объемная доля газа, входящего в состав смеси;

k_i - поправочный коэффициент для газа, входящего в состав смеси.

6. Определение значения медианного размера частиц, мкм.

,

гдеD_m - диаметр типового циклона, м (D_m= 0,6);

р_чт - плотность частиц пыли в типовом циклоне, кг/м³ (р_чт= 1930);

μ_m - вязкость газа в типовом циклоне, Па*с (μ_m= 22,2*10^-6);

w_m - скорость газа в типовом циклоне, м/с (w_m= 3,5).

Значения d^Т₅₀ и Ig²σ_ηнаходят по таблицам: