Экономика и организация производства

 

19)  Медианный размер  определяется по формуле :

lg = lg – 2,31 ;

отсюда :

lg = 1,049 – 2,3∙ = 0,589; ⇒ = 3,88 мкм.

20)  Размер частиц , улавливаемых выбранным циклоном с эффективностью 50 %.

= ; мкм

где  , , , - величины, соответствующие условиям, при которых получена величина ;

 

= 4,5 = 4,23 мкм.

 

21) Фракционная степень  очистки в одиночных циклонах  определяется следующим образом  :

= 50[1+Ф(); %

где  Ф() – функция распределения от величины ;

величина рассчитывается по формуле :

= lg ( ;

где  - диаметр частиц пыли; мкм

- диаметр частиц, мкм,  улавливаемых в условном циклоне  с эффективностью 50 %;

- скорость газа в циклоне;  м/с

- плотность пыли; кг/

- вязкость газа; Па⋅с

D – диаметр циклона; м

К – коэффициент с табл.;

  - степень полидисперсности  частиц, улавливаемых циклоном.

= lg ( = -2,314

 

Ф() = 0,01035

= 50(1+0,01035) = 50,52 %

 

= lg ( = -0,532

Ф() = 0,363

= 50(1+0,363) = 68,15 %

 

= lg ( = 0,532

Ф() = 0,702

= 50(1+0,702) = 85,1 %

 

= lg ( = 1,374

Ф() = 0,9147

= 50(1+0,9147) = 95,47 %

 

= lg ( = 1,992

Ф() = 0,9726

= 50(1+0,9726) = 98,63 %

Параметры фракционной очистки  газа в циклоне

 

Параметры очистки	Размеры частиц пыли по фракциям, мкм
	0,79	3,98	8,25	16,51	25,96
	-2,314	-0,352	0,532	1,374	1,922
Ф(х)	0,01035	0,363	0,702	0,9147	0,9726
	50,52	68,15	85,1	95,74	98,63

 

 

22)  Общая эффективность  очистки газа в одиночном циклоне   равна :

= ;

где  - содержание каждой фракции в пыли; доли ед.

= 0,01 (4650,52+2468,15+2385,1+6,595,74+0,598,63) = 66 %.

 

23)  Запыленность газов  после очистки в циклоне :

= z(1-ŋ); г/

где  ŋ – степень  очистки газа в данном циклоне; об. доли

= = 1,2 г/.

 

24)  Общая масса пыли, поступающей в циклон :

= z ; г/ч

= 20 ⋅ 14400 = 288000 г/ч.

 

25)  Масса пыли, поступившей  в циклон по фракциям :

= ; г/ч

где  - общая масса пыли, поступающей в циклон; г/ч

= = 123,84 г/ч

= = 8289,4 г/ч

= = 70905,6 г/ч

= = 160617,6 г/ч

= = 48058,56 г/ч.

 

26)  Масса пыли по  фракциям после очистки :

= (1-) ; г/ч

где - фракционная степень после очистки; доли ед.

= 123,84 (1-0,5052) = 61,27 г/ч

= 8289,4(1-0,6815) = 2640,17 г/ч

= 70905,6 (1-0,851) = 105,64 г/ч

= 160617,6 (1-0,9574) = 68,42 г/ч

= 48058,56 (1-0,9863) = 6,58 г/ч.

 

27)  Общая масса пыли  после очистки :

= ; г/ч

= 61,27+2640,17+105,64+68,42+6,58 = 2882,08 г/ч.

 

28)  Массовое содержание  каждой фракции :

= ⋅ 100 % ;

= ⋅ 100 = 2,1 %

= ⋅ 100 = 91,6 %

= ⋅ 100 = 3,66 %

= ⋅ 100 = 2,34 %

= ⋅ 100 = 0,22 %.

 

29)  Температура газов  в циклонах данного типа снижается  15 20 .

Температура газов после  прохождения через циклон составит 19.

 

30)  Объемный состав  пыли по фракциям :

= (1-) ; %

где  – фракционная степень очистки; об. доли.

= 46(1-0,5052) = 22,76 %

= 24(1-0,6815) = 7,644 %

= 23(1-0,851) = 3,427 %

= 6,5(1-0,9574) = 0,28 %

= 0,5(1-0,9863) = 0,007 %.

 

31)  Суммарный объемный  состав пыли :

= ; %

= 22,76+7,644+3,427+0,007 = 34,12 %.

 

32)  Так как пыль частично  оседает в циклоне, то необходимо  пересчитать фракционный состав  пыли на выходе из циклона,  составив пропорцию :

-

% - 100 %

Отсюда  = ⋅ 100 %.

 

22,76 % - 34,12 %

% - 100 %

Отсюда  = = 66,71 %

7,644 % - 34,12 %

% - 100 %

= = 22,41 %

 

3,427 % - 34,12 %

% - 100 %

= = 10,04 %

 

0,28 % - 34,12 %

% - 100 %

= = 0,82 %

0,007 % - 34,12 %

% - 100 %

= = 0,02 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выходные параметры  газа

Таблица № 9

 

Параметры отходящих газов		Численное значение	Ед. измерения
Расход  Температура Запыленность z Плотность пыли		14400	/ч
		19
		1,2	г/
		2200	кг/
Состав газа :		2,2	%
		6	%
		75,8	%
		16	%
Состав пыли по фракциям d, мкм :	1	66,71	%
	1–5	22,41	%
	5-10	10,04	%
	10-20	0,82	%
	20	0,02	%

 

 

 

 

Вывод: Запыленность газа после очистки в циклоне ЦН-15 составляет

1,2 г/м³. Очистка в данном аппарате недостаточно эффективна, поэтому необходима вторая ступень очистки.

 

 

 

 

 

3.2. Расчёт рукавного фильтра.

Рукавный фильтр — фильтр, применяемый для тонкой индустриальной очистки дымовых газов на различных  производствахдля снижения уровня выбросов в атмосферу газов и пыли.

     Расчет рукавных  фильтров сводится к выбору  и определению размеров аппарата, запыленности и температуры газов  после очистки.

 

Входные параметры  газа

Таблица № 10

Параметры отходящих газов		Численное значение	Ед. измерения
Расход  Температура Запыленность z Плотность пыли		14400	/ч
		19
		1,2	г/
		2200	кг/
Состав  газа :		2,2	%
		6	%
		75,8	%
		16	%
Состав  пыли по фракциям d, мкм:	1	66,71	%
	1–5	22,41	%
	5-10	10,04	%
	10-20	0,82	%
	20	0,02	%

 

 

 

 

1)Средний диаметр частиц  для каждой фракции определяется  по формуле:

 

d_срi = мкм,

где размер пыли в одном фракционном интервале (например, если интервал 5÷10 мкм, то = 5, а =10).

d₁ = ;

d₂ =

d₃ =

d₄ =

d₅ =

2) Средний диаметр частиц  пыли, поступающих на рукавные  фильтры: 

d = , мкм ,

где – содержание каждой фракции пыли в газе, доли единиц.

d =

3) Допустимая газовая  нагрузка на фильтр:

 

где - нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, принимаемая равной для металлопорошков, оксидов металлов 1,7 ;

 – коэффициент  учитывающий способ регенерации;  его принимают равным: для импульсной  регенерации тканей 1; нетканых материалов 1,1; при регенерации с обратной  продувкой с встряхиванием 0,7÷0,85; при регенерации с обратной  продувкой без встряхивания 0,55÷0,7;

 – коэффициент  учитывающий начальную запыленность  газов;

 – коэффициент  учитывающий дисперсный состав  пыли;

 – коэффициент  учитывающий влияние температуры  газа;

 – коэффициент  учитывающий требования к качеству  очистки газа; оценивается по  концентрации пыли в очищенном  газе. При концентрации 30 мг/м³ и выше принимается равным 1, при концентрации 10 мг/м³ и ниже – 0,95.

= 0,7; = 1,2; =0,7; =0,7; =0,95.

= 1,7.

4) Скорость фильтрации:

 

 

5) Плотность газов при  нормальных условиях вычисляется  по формуле:

 

где , , – молекулярные массы отдельных компонентов газа, кг/кмоль.

.

6) Плотность газов при  рабочих условиях:

 

где – давление атмосферного воздуха (на уровне моря = 101,3 кПа = 760 мм рт. ст.; на уровне г. Владикавказа = 93,9 кПа = 705 мм рт. ст.);

       х –  влагосодержание газа, кг/м³;

 избыточное  давление(разрежение) газа, обычно принимают  1 кПа.

 

7) Гидравлическое сопротивление  корпуса рукавного фильтра определяется  величиной местных сопротивлений  при входе и выходе газа  из аппарата и при распылении  потока по фильтровальным элементам: 

 

где – скорость во входном патрубке фильтра (обычно 5 – 15 м/с),  

* – коэффициент сопротивления, для правильно сконструированного фильтра равен 1,5 – 2,5.

 

8) Полное гидравлическое  сопротивление фильтра складывается из сопротивления корпуса аппарата сопротивления фильтровальной перегородки тогда гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки:

, Па,

где – гидравлическое сопротивление аппарата (для различных типов фильтров обычно 800 – 2000 Па).

 

9) Пористость пылевого  слоя:

 

где d – средний диаметр частиц пыли, м.

 

10) Гидравлическое сопротивление  фильтровальной перегородки складывается  из сопротивления запыленной  ткани и сопротивления накапливающегося слоя пыли

 

где               

 

пористость ткани, доли единиц;

 удельное гидравлическое  сопротивление ткани, отнесенное  к толщине, равной 1 м при скорости  воздуха 1 м/с, можно принимать  равным: для шерстяной ткани 0,84 Па, для нитрона 0,83Па, для стеклоткани 27 Па;

 плотность  частиц пыли, кг/м³.

,

 

11) Динамическая вязкость  компонентов газа определяется  по формуле: 

 или Па,

где – вязкость для каждого компонента, Пас;

 константа;

        Т  – температура отходящих газов,  К.

 

 

 

 

12) Динамическая вязкость  смеси газов вычисляется по  формуле:

 

где – динамические коэффициенты вязкости отдельных компонентов газа, Пас;

 – содержание  компонентов в смеси, доли единиц.

 

 

13) Расход газа при рабочих  условиях находится из выражения:

 

где – расход газа при н.у.,

 

14) Запыленность газа при  рабочих условиях:

 

 

15) Продолжительность периода  фильтрования между двумя регенерациями:

 

.

16) Количество регенераций  в течение одного часа:

 

где - задаваемая продолжительность процесса регенерации (обычно в пределах 1 минуты, т.е. 60 секунд).

 

17) Расход воздуха на  регенерацию, принимая, что скорость  обратной продувки равна скорости  фильтрования:

 

 

18) Предварительная фильтрующая  поверхность аппарата:

 

 

19) По фильтровальной поверхности  выбирается  фильтр РФСПс общей  поверхностью фильтрования 740 м², фильтр состоит из секций.

Рукавный фильтр РФСП (рукавный фильтр со струйной продувкой) предназначен для тонкой очистки вентиляционных газов и доочистки технологических  газов от пылей. Фильтрующие рукава выполнены из двухслойной лавсановой ткани с начесом. Оба конца  рукава открыты и заделаны соответственно в верхнюю и нижнюю перегородки. Очищаемый газ поступает в  верхнюю камеру, откуда попадает внутрь рукавов и фильтруется наружу в камеру чистого газа. Пыль осаждается на внутренней поверхности рукавов  и при регенерации транспортируется через нижний конец рукава в сборный  бункер. Регенерация осуществляется по достижении заданного гидравлического  сопротивления 2-2,5 кПа. Фильтр применяется  при низкой входной запыленности очищаемого газа, но обеспечивает при этом очень тонкую очистку при высоких удельных газовых нагрузках до 5 м³/(м² мин).

 

Рис. 5 – Рукавный фильтр РФСП

1 – рукав; 2 – крышка; 3 – клапанная секция; 4 – коллектор продувочного газа; 5 – корпус; 6 – бункер; 7 – люк

 

 

 

Технические характеристики РФСП

Показатели	Величина
Поверхность фильтрации	740 м2
Число секций	8
Диаметр рукава	135 мм
Длинна  рукава	6,2 м
Габаритные  размеры	5850х4500х1455 мм
Фильтрующий материал	Двухслойный лавсан
Число рукавов	252
Масса фильтра	7200 кг