Техника защиты окружающей среды (стр. 2 из 4)
(1.18) 
(1.19)Подставим (1.19) в (1.18) и получим
(1.20)При теоретических расчетах параметров циклона допускается много упрощений, поэтому расчетная эффективность очень часто отличается от практической. В частности форма пылевых частиц принимается шарообразной, не учитывается взаимная коагуляция частиц в газовом потоке и другие факторы. Частица пыли, двигаясь со скоростью
, проходит путь, максимальная величина которого равна R2-R1 (R2-радиус цилиндрического внешнего корпуса, R1 – радиус выходной трубы), время прохождения этого пути равно 
(1.21)Из формулы (1.20)
(1.22)Подставим (1.22) в (1.21) и получим, что время движения частицы равно
(1.23)Т.к.
, то 
(1.24)По формуле (1.24) можно рассчитать минимальный диаметр частицы, которая за время движения газового потока в циклоне будет отброшена на его стенку и выделена из газового потока.
(1.25)Путь проходимый частицей или газовым потоком в циклоне можно определить следующим выражением
(1.26)Подставляем выражение (11) в (10), окончательно имеем
(1.27)В некоторых случаях используется уточненная формула, т.к. R принимается как
, тогда выражение (1.27) преобразуется в виде 
(1.28)1.2.2. Расчет циклона
Исходные данные для расчета:
1. Скорость газа на входе – 20 м/с.
2. Динамическая вязкость газа – 18,*10-6 Н*с/м2.
3. Расход газа – 5700 м3/ч.
4. Диаметр частиц пыли-11*10-6 м.
5. Плотность пыли – 2200 кг/м3.
6. Число оборотов потоков газа – 4.
При расчете циклона определяются его геометрические размеры, при которых происходит улавливание пыли размером более 5 мкм.
Вначале определяем размеры входного патрубка и выходной трубы циклона исходя из того, что скорость газового потока на входе в циклон, т.е. скорость во входном патрубке должна находиться в пределах 20…25 м/с.
Тогда площадь сечения входного патрубка и выходной трубы определяются по формуле:
S = V/ w=5700/(3600*20)= 0,079 м2
где V – расход газа через циклон, м3/с; S – площадь сечения входного патрубка и выходной трубы, м2; w – скорость газа на входе в циклон, м/с.
Входной патрубок в сечение представляет собой прямоугольник (квадрат) со стороной а, величина которой равна:
a = S0,5= (0,079)0,5= 0,281 м2
Выходная труба имеет радиус, равный:
R1 = (S/π)0,5 =(0,079/3,14)0,5= 0,158 м
После вычисления радиуса выходной трубы можно расcчитать радиус корпуса R2, задавшись размерами улавливаемых частиц пыли dmin.
Из выражения (1.27) следует, что размер корпуса вычисляется по формуле:
R2 = d2*π*ρ*n*w/(9*μ) + R1 =
=(11*10-6)2*3,14*2200*4*20/(9*18,2*10-6)+0,158= 0,556 м
где μ – вязкость газа, 18,2*10-6 Н*с/м2; R2- радиус корпуса циклона, м; R1- радиус выходной трубы, м; ρ – плотность пыли, кг/м3; n – число кругов (оборотов), которое совершает газовый поток в циклоне; w – скорость газа на входе в циклон, м/с.
Длина циклона выбирается из расчета:
L = 5*D = 10*R2 = 10*0,556=5,56 м
1.3 Полые скрубберы
1.3.1 Теоретическая часть
Скрубберы представляют собой конструкции, в которых улавливание частиц пыли осуществляется при контакте запыленного газового потока с каплями промывной жидкости. Для получения капель жидкости используют различные форсунки. Так как капли под действием силы тяжести движутся вниз, то разбрызгивающие форсунки располагаются в верхней части скруббера. Запыленный газ либо подается в нижнюю часть скруббера и движется вверх (принцип противотока) или подается в верхнюю часть скруббера и движется вниз (принцип параллельного тока). Частицы пыли сталкиваются с каплями жидкости, смачиваются ими и удаляются из газового потока. Промывная жидкость с уловленными частицами пыли (пульпа) удаляется из нижней части скруббера.
Скрубберы делятся на следующие группы:
1.Полые скрубберы;
2.Скрубберы с насадкой;
3.Скоростные скрубберы.
Полые скрубберы – это вертикальные башни, в которых жидкость подается в верхнюю часть. Система распределенных решеток и форсунок для орошения жидкостью, создает максимальный контакт между газовым потоком и каплями жидкости. Жидкость, используемая в полых скрубберах, называется орошающей, поглотительной или промывной.
Если жидкость расходуется только на охлаждение газового потока, то ее расход составляет около 0,5 м3/10000 м3 газа.
Если в полых скрубберах происходит не только охлаждение, но и пылеулавливание, то расход жидкости увеличивается до 2…5м3/10000м3 газа. Размеры скруббера выбираются из условия скорости движения газа внутри аппарата vг = 1,0-1,5 м/с.
Высота выбирается в пределах 3-5 диаметров скрубберов (H/D=3-5)
Диспергирование жидкости в скрубберах осуществляется с помощью различных форсунок, которые имеют отверстия 1-2 мм. Чем больше получается капель, тем больше работает скруббер. Данные скрубберы эффективно улавливают частицы с размерами более 2 мкм.
Схема скруббера для мокрой очистки газа приведена на рисунке 1.3
Недостатком полых скрубберов является относительно малое время контакта газового потока и жидкости, а также трудность обеспечения равномерного контакта между газом и жидкостью по всему сечению аппарата.
Cкруббер с насадкой конструктивно отличается от полого скруббера наличием в средней части корпуса специальных решеток с насадками. Насадки представляют собой наборы различных сеток и решеток, а также слои, образованные специальными керамическими кольцами, шарами и т.д. Капли разбрызгиваемой жидкости попадают на насадки и растекаются по их поверхности, образуя слой жидкости с большой площадью поверхности. Газ, проходя между элементами насадки, контактирует с поверхностью слоя жидкости и при этом происходит смачивание частиц пыли. Наличие насадок увеличивает как площадь контакта пыли с жидкостью, так и время контакта, поэтому эффективность скрубберов с
Запыленный газ  |
раствор