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

Расчет циклона.

1. Расчет диаметра циклона, м.

где q - объем выбросов предприятия, м³/ч;

Wonm - оптимальная скорость в рабочем сечении выбранного циклона, м/с (определяется по табл.1 для выбранного типа циклона);

п - число одиночных циклонов, шт.

Полученное значение D_pacчокругляем до ближайшего типового значения D_вн.

Все циклоны конструкции НИИОгаза нормализованы. Согласно ГОСТ 9617-67 для циклонов приняты следующие величины диаметров, мм: 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 2400; 3000. Вследствие снижения эффективности с увеличением размеров применять циклоны типа ЦН диаметром более 1000 мм не рекомендуется. В этом случае устанавливают группу циклонов, работающих параллельно.

Определяем количество циклонов.

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

,

Если значение действительной скорости отличается от оптимальной не более чем на 15%, то диаметр циклона выбран правильно. При скоростях, выходящих за указанные пределы в большую сторону, возрастает расход энергии, в меньшую сторону - снижается эффективность.

3. Расчет коэффициента гидравлического сопротивления одиночного циклона, Па.

,

где k₁ - поправочный коэффициент, принимается интерполяцией в зависимости от диаметра циклона (по табл.2);

k₂ - поправочный коэффициент, принимается в зависимости от запыленности газа (по табл.3);

ξ₅₀₀ - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм. При удалении газа по воздуховоду ξ₅₀₀ принимается в зависимости от вида выбранного циклона (по табл.4).

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 (по табл.5).

Вычисляем плотность газовой смеси при заданной температуре:

,

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 (по табл.5);

k - поправочный коэффициент.

,

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

Т_cri - критическая температура газа, входящего в состав смеси, К (по табл.5).

,

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

k_i - поправочный коэффициент для газа, входящего в состав смеси (по табл.5).

6. Определение значения медианного размера частиц, мкм.

,

гдеD_m - диаметр типового циклона, м (см. примечание табл.1);

р_чт - плотность частиц пыли в типовом циклоне, кг/м³ (см. примечание табл.1);

μ_m - вязкость газа в типовом циклоне, Па*с (см. примечание табл.1);

w_m - скорость газа в типовом циклоне, м/с (см. примечание табл.1).

Значения d^Т₅₀ и Ig²σ_ηнаходят по таблице 1 для выбранного типа циклона:

7. Определение значений d_mи lgσ_ч.

Значение d_mопределяется с помощью графика построенного в вероятностно-логарифмической системе координат исходя из гранулометрического состава пыли.

Значение lgσ_ч определяется с помощью соотношения:

,

где d_x, d_y - абсциссы точек, ординаты которых имеют значения x,% и y,% и определяются по заданному распределению пыли по размерам (x> y).

Построение графика.

Интегральные кривые для частиц с логарифмически нормальным распределением удобно строить в вероятностно-логарифмической системе координат, где они приобретают вид прямых линий. Для построения такой системы координат по оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладывают значения d - диаметра частиц, а по оси ординат - значения их процентного содержания в газе. Относительные длины отрезков y, соответствующих различным значениям процентного содержания частиц, которые для построения вероятностно-логарифмической системы координат следует откладывать в выбранном масштабе от начала оси абсцисс, приведены в табл.6.

Поскольку в вероятностно-логарифмической системе координат ось абсцисс начинается от точки на оси ординат, соответствующей значению 50 %, значения yдля значений больше 50 % откладываются вверх от начала оси абсцисс, а значения меньше 50 % - вниз.

Построив по результатам дисперсионного анализа интегральную функцию распределения частиц по размерам в вероятностно-логарифмической системе координат, можно (если получившийся график имеет вид прямой линии, свидетельствующий о логарифмически нормальном характере изучаемого распределения) выразить это распределение в виде параметров d_mи lgσ_ч.

Значению d_mотвечает точка пересечения построенного графика с осью абсцисс.

8. Ожидаемая эффективность очистки газа в циклоне η,%:

.

ф (х) - табличная функция от параметра x:

по табл.7 находим ф (х).

Расчет рукавного фильтра.

1. Определение необходимой площади фильтрации.

,

где a - скорость фильтрации, м/мин (определяется в зависимости от типа выбранного рукавного фильтра).

2. Определение требуемого числа фильтров, n.

f - фильтровальная поверхность фильтра, м².

Фильтровальная поверхность одного рукава, м²:

,

где l - длина, м; H - диаметр рукава, м.

Фильтровальная поверхность секции, м²:

,

где п_р - количество рукавов в секции.

Значения l, H, n_pопределяются по техническим характеристикам выбранного рукавного фильтра.

Оценка эффективности многоступенчатой очистки.

Коэффициент очистки является основным показателем, характеризующим работу пылеулавливающих аппаратов, %:

,

где C_вх - концентрация пыли в газе на входе в рукавный фильтр, г/м³;

С_вых - концентрация пыли в газе на выходе из рукавного фильтра, г/м³.

,

где С - концентрация пыли в газе на входе в циклон, г/м³;

С_{вых ц -} концентрация пыли в газе на выходе из циклона, г/м³;

η_ц - эффективность циклона.

Тогда эффективность многоступенчатой очистки:

,

где η_сум - суммарный к. п. д. двух последовательно работающих пылеуловителей,

η_μи η_ф - соответственно к. п. д. отдельных пылеуловителей.