Расчет эффективности установки для очистки запыленности воздуха
Очистку воздуха от примесей производят как при подаче наружного воздуха в помещение, так и при удалении загрязненного воздуха из помещения. В первом случае обеспечивается защита работающих, во втором — окружающей среды.
Степень очистки, %, воздуха от пыли, обычно называемую эффективностью пылеулавливания, определяют по формуле
(6.4)
где G2 — концентрация пыли в воздухе до очистки, мг/м 3 ; G1 — концентрация пыли в воздухе после очистки, мг/м 3 .
Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней или тонкой.
При грубой очистке из воздуха улавливается только крупная пыль с размерами частиц более 50 мкм, степень очистки сравнительно невысока — 70. 85 %. При средней очистке задерживается пыль с размерами частиц до 50 мкм, степень очистки возрастает до 85. 95 %. Тонкая очистка позволяет улавливать пыль с размерами частиц менее 10 мкм, степень очистки при этом более 95 %. Если пыль не ядовита, воздух после тонкой очистки может быть возвращен обратно в помещение (рециркуляция воздуха).
Для грубой и средней очистки широко используют различные пылеуловители, принцип действия которых основан на резком уменьшении скорости движения загрязненного воздуха (пылеосадочные камеры) или изменении направления его движения (инерционные пылеуловители), в результате чего пылинки под действием сил тяжести в первом случае и инерционных сил во втором случае оседают на дно пылеулавливающего устройства или попадают в специальный сборник пыли.
Наиболее широкое распространение в промышленности благодаря дешевизне конструкции, малым размерам и простоте обслуживания получили циклоны (рисунок6.3), в которых отделение пыли происходит под действием центробежных сил, возникающих при повороте воздуха с большой скоростью.
Рисунок 6.3 – Общий вид циклона
Пыль прижимается к стенкам циклона и под действием своего веса скатывается к его нижней части. Скорость воздуха в подводящем патрубке составляет от 15 до 23 м/с.
Принцип действия электрических пылеуловителей основан на способности частиц пыли принимать на себя электрический заряд. Запыленный воздух пропускается между электродами, в результате чего частички пыли получают определенный заряд и стремятся осесть на электроде противоположной полярности. Эти электроды периодически встряхивают специальным устройством, пыль оседает в бункере и затем удаляется.
Для средней и тонкой очистки воздуха от примесей широко используют фильтры, которые подразделяются на поглощающие и пористые.
К числу поглощающих фильтров относятся промывные камеры и орошаемые фильтры. В орошаемых фильтрах (ротоклонах) (рис. 6.4) фильтрующий слой состоит из гравия, кокса или специальных фарфоровых колец, орошаемых водой. Проходя извилистый путь в слое наполнителя, частицы пыли прилипают к смоченным поверхностям и смываются протекающей водой.
Рисунок 6.4 – Общий вид орошаемого фильтра
В пористых фильтрах запыленный воздух пропускается через слой зернистого или волокнистого материала, сеток, ткани. Очистка воздуха основана на том, что пыль задерживается в промежутках между частичками или волокнами фильтрующего материала. Наиболее широкое применение нашли матерчатые фильтры, в которых фильтрующим материалом являются шерстяные ткани (фланель, байка и др.), хлопчатобумажные заменители (вельветон, пестротканая фланель, фильтропрессованный холст), а также ткань из стекловолокна. Эффективность пылеулавливания матерчатых фильтров очень высока — около 98. 99,5 %, однако при высоком пылесодержании поступающего воздуха пыль быстро покрывает ткань рукавов и фильтры нуждаются в частом встряхивании. Более рациональной в таких случаях является двухступенчатая очистка, при которой воздух последовательно проходит через два пылеуловителя или фильтра. В качестве фильтра грубой очистки могут применяться циклоны, в качестве фильтров тонкой очистки — матерчатые фильтры.
Для повышения эффективности пористых фильтров, в которых фильтрующими элементами являются различные наполнители и сетки, эти элементы покрывают тонким слоем масла, обычно веретенным или вазелиновым. Такие фильтры применяют для очистки воздуха при концентрации пыли до 200 мг/м 3 , при этом степень очистки составляет более 95 %.
Чтобы правильно выбрать фильтр или пылеуловитель, необходимо знать количество пыли, содержащейся в воздухе, требуемую степень очистки воздуха от пыли, характер пыли, размеры частиц и их удельный вес, а также размеры помещения, в котором должен быть установлен фильтр. В каждом случае выбор типа фильтра, его размеров, а также конструктивной компоновки всей установки обосновывают технико-экономическими расчетами.
Источник
Методы расчета эффективности работы пылеуловителей
Методы расчета эффективности работы пылеуловителей
Методы расчета эффективности работы пылеуловителей обычно выражается отношением количества уловленного материала к количеству материала, поступающего в газоочистной аппарат с пылегазовым потоком, за определенный период времени.
Методы расчета эффективности работы пылеуловителей определяют в основном весовым методом существует несколько вариантов расчета.
1. Эффективность очистки может быть определена по содержанию пыли в газах до поступления в газоочистной аппарат и на выходе из
(1.22)
где Gвх ,Gвых — массовый расход частиц пыли (капель, тумана) в газах, соответственно поступающих и выходящих из газоочистного аппарата, кг/с; Vвx, Vвых — объемный расход газов, соответственно поступающих и выходящих из газоочистного аппарата, м 3 /с; zвх, zвых — концентрация частиц в газах, соответственно поступающих и выходящих из газоочистного аппарата, кг/м 3 .
Если объемный расход газов, проходящих через газоочистной аппарат, изменяется за счет подсоса воздуха, эффективность аппарата определяют в соответствии с объемным расходом воздуха при подсосе, исходя из концентрации какого-либо газового компонента, не вступающего в аппарате в реакции (обычно SО2 или СО3):
где Кп — коэффициент подсоса, равный отношению концентраций анализируемого газового компонента в газах, % (объемн.), после и до аппарата.
2. Методы расчета эффективности работы пылеуловителей очистки могут быть определена но концентрации пыли в газах до поступления в аппарат и количеству уловленной пыли: ȵ = Gул/Vвх zвх
где Gул — количество уловленной пыли, кг/с.
3. Эффективность по количеству уловленной аппаратом пыли и концентрации пыли в газах, выходящих из аппарата:
4.Коэффициент очистки газов часто определяют по фракционной эффективности степени очистки газов от частиц определенного размера. Фракционная эффективность очистки ȵф исчисляется по формуле
где Фвх и Фвых — содержание данной фракции в газах соответственно на входе и выходе из фильтра, %.
Зная фракционную степень очистки газов, можно определить общую степень очистки:
(1.25)
где Ф1 и Ф2. Фn — содержание данной фракции на входе в фильтр, %.
Для расчета по этой формуле могут быть использованы методы расчета эффективности работы пылеуловителей — кривые фракционных эффективностей (степеней очистки), полученные экспериментальным путем для некоторых типов пылеуловителей.
5. В некоторых случаях кривая фракционной эффективности аппарата ȵф = f (dч) при построении в вероятностно логарифмической систем координат приобретает вид прямой линии, свидетельствующей о том, что она может быть записана в виде интеграла вероятности:
(1.26)
где lg(dч/d50) — логарифм отношения текущего размера частиц d4 к диметру частиц d50, осаждаемых в аппарате при данном режиме его работы на 50%; lgȵ -стандартное отклонение в функции распределения фракционных коэффициентов очистки.
Рис. 1.44 Номограмма для расчета эффективности работы пылеуловителей.
Значение d50 соответствует ординате графика ȵф = f(dч), равной 0,5
(1.27)
Если распределение подлежащих улавливанию частиц пыли на входе в аппарат является логарифмически-нормальным, то зависимость ȵф = f(d4) может быть записана в виде интеграла вероятности. Тогда значение полного коэффициента очистки можно найти по формуле
(1.28)
где
Значения функции Ф(х) в зависимости от величины х приведены в табл. 1.6
Таблица значения нормальной функции распределения.
Вместо вычислений по формуле (1.28) можно воспользоваться номограммой, приведенной на рис. 1.44 на ней сплошные линии соответствуют постоянным значениям ȵ для различных значений отложенных на осях координат. Пунктирные линии соответствуют постоянным значениям ȵ для второго аппарата в случае последовательной установки двух одинаковых аппаратов.
Необходимо иметь в виду, что расчет эффективности по формуле (1.28), как и использование номограммы, приведенной на рис. 1.44, возможен только для пылеуловителей, работающих в тех режимах, при которых были найдены значения их фракционных коэффициентов очистки.
Методы расчета эффективности работы пылеуловителей может быть выражена в виде коэффициента проскока частиц (степени неполноты улавливания), который представляет собой отношение концентрации частиц за пылеуловителем к их концентрации перед ним.
Коэффициент проскока ɛ рассчитывается по формуле: ɛ = 100-ȵ).
Суммарную степень очистки газов ȵ, достигаемую в нескольких последовательно установленных аппаратах, определяют методы расчета эффективности работы пылеуловителей по формуле:ȵ =1-(1-ȵ1)(1-ȵ2) . (1-ȵn), где ȵ1,ȵ2… ȵп — степень очистки газов от пыли соответственно в первом, втором и n-ном пылеуловителе.
Источник
11 Расчёт эффективности системы пылегазоочистки
Расчёт эффективности системы пылегазоочистки
Эффективность очистки газов. Эффективность очистки газов η (степень очистки, коэффициент полезного действия) обычно выражается отношением количества уловленного материала к количеству материала, поступающего в газоочистной аппарат с пылегазовым потоком, за определенный период времени. Суммарную степень очистки газов η, достигаемую в нескольких последовательно установленных аппаратах, определяют по формуле
η=1-(1-η1)∙ (1-η2)∙ (1-ηn), где η1, η2, ηn — степень очистки газов соответственно в первом, втором и n-ном газоочистителе.
Эффективность улавливания пыли может быть выражена в виде коэффициента проскока частиц, который представляет собой отношение количества вредных веществ за газоочистителем к количеству вредных веществ, поступающих в газоочистной аппарат. Коэффициент проскока ε рассчитывается по формуле ε = 100 — η.
Эффективность очистки может быть определена различными методами. Метод, основанный на использовании экспериментальных данных. В
данном случае эффективность очистки определяется по содержанию вредных веществ в газах до поступления в газоочистной аппарат и на выходе из него:
где М ул — масса вредных веществ, уловленных в единицу времени, г/с; Мвх, Мвых — массовый расход вредных веществ в газах, соответственно поступающих и выходящих из газоочистного аппарата, г/с; Qвх , Qвых, — объемный
Рекомендуемые файлы
расход газов, соответственно поступающих и выходящих из газоочистного аппарата, м 3 /с; Свх ,Свых — концентрация частиц в газах, соответственно по-
ступающих и выходящих из газоочистного аппарата, г/м 3 .
Если объемный расход газов, проходящих через газоочистной аппарат, изменяется за счет подсоса воздуха, эффективность аппарата определяют в соответствии с объемным расходом воздуха при подсосе, исходя из концентрации какого-либо газового компонента, не вступающего в аппарате в реакции (обычно S02 или С02):
где Кп — коэффициент подсоса, равный отношению концентраций анализируемого газового компонента в газах,% (объемная), после и до аппарата.
Если имеются экспериментальные данные по фракционным степеням очистки ηф (для взвешенных частиц), то может использоваться формула
где Ф1, Ф2. Фn — содержание данной фракции на входе в фильтр,%. Фракционная эффективность очистки ηф выражается формулой
где Фвх, Фвых — содержание данной фракции в газах соответственно на входе и на выходе из фильтра,%.
Для расчета по формуле (5.3) могут быть использованы кривые фракционных эффективностей (степени очистки) ηф = f <d4), полученные экспериментальным путем для некоторых типов пылеуловителей (5.3). К кривым фракционной эффективности даются условия, при которых они были получены (по плотности пыли, диаметру аппарата и т. д.), а также поправочные формулы для пересчета на конкретные условия очистки выбросов. Для сокращения расчетов могут быть использованы номограммы.
2. Метод расчета, основанный на вероятностном подходе к процессу пылеулавливания. В некоторых случаях кривая фракционной эффективности аппарата ηф =f(d4) при построении в вероятностно-логарифмической системе координат приобретает вид прямой линии, свидетельствующей о том, что она подчиняется логарифмически нормальному закону распределения и может быть записана в виде интеграла вероятности
где lg (d4/d50) — логарифм отношения текущего размера частиц dч к диаметру частиц d50, осаждаемых в аппарате при данном режиме его работы на 50%; lg σn — стандартное отклонение в функции распределения фракционных коэффициентов очистки.
Значение d соответствует ординате графика ηф = f(dч), равной 0,5 (50%), a Lg σ находится из соотношения
где dl5,97 — значение абсциссы, ордината которой равна 0,1597 (15,97%); d84,13 — значение абсциссы, ордината которой равна 0,8403 (84,03%).
Если распределение подлежащих улавливанию частиц пыли на входе в аппарат является нормально-логарифмическим, то зависимость полного коэффициента очистки можно найти по формуле
Значения нормальной функции распределения Ф (х) в зависимости от величины х приведены в табл. метод. указаний.
Таким образом, зная dm и σч (характеристику улавливаемой пыли), d50 и σn (характеристику пылеулавливающего аппарата), можно определить эффективность очистки проектируемого аппарата.
Необходимо иметь в виду, что расчет эффективности по формуле (5.6) возможен только для пылеуловителей, работающих в тех режимах, при которых были найдены значения d50 и σn. Если условия работы отличаются от экспериментальных, то необходимо скорректировать величину d50.
Источник