Экология металлургического производства

Проведено исследование эффективности  пылеотделителей различных типов, применяемых на ряде масложиркомбинатов. Данные исследований приведены в таблицах 9.14, 9.15. Сопоставление этих данных показывает, что каждый из видов применяемого оборудования имеет как недостатки, так и преимущества. Рукавные фильтры по сравнению с циклонами имеют высокую эффективность очистки (до 99,9%). Однако это значительное их преимущество не может восполнить существенных недостатков данного оборудования при применении его в подготовительных отделениях предприятий, перерабатывающих семена подсолнечника.

Рукавные фильтры громоздки, и  часто трудно разместить их в производственных помещениях. Пыль данного производства из-за своих специфических свойств, поступая в рукавный фильтр, забивает его, образуя плотный слой. Пыль содержит значительное количество масла, фильтровальная ткань пропитывается маслом и  становится на многих участках непроницаемой  для воздуха. Процесс фильтрации нарушается. Пыль данного производства пожароопасна. Скопление ее в рукавах фильтра представляет пожарную опасность, и были случаи воспламенения рукавных фильтров на масложиркомбинатах.

Затруднения с процессом регенерации  рукавов требуют интенсификации процесса регенерации, а это приводит к быстрому повреждению фильтровальных тканей, обладающих невысокой механической прочностью

В циклонах степень очистки ниже, чем в фильтрах, а гидравлическое сопротивление выше.

Особенности данной пыли (повышенная влажность, масличность) вызывают налипание  пыли на стенки циклона. Неплотности в циклоне вызывают значительный подсос воздуха. Подсасываемый воздух нарушает процесс пылеотделения. Отверстия для выгрузки пыли из циклона малого диаметра часто забиваются пылью.

Малая плотность и значительная парусность пыли приводят к выносу части как мелкодисперсной, так  и крупнодисперсной фракции пыли из циклона при скорости входа  запыленного воздуха в циклон свыше 16 м/с. В результате этого в  производственных помещениях, где осуществляется рециркуляция воздуха после пылеулавливающего  оборудования, запыленность воздуха  при применении циклонов выше, чем  при использовании рукавных фильтров.

 

13. Выбрать циклон типа ЦН-15, определить его гидравлическое сопротивление Δ р и эффективность η при следующих исходных данных: расход газа при нормальных условиях V₀=4500 м³/ч; плотность газа ρ _о=1,29 кг/м³, температура газа t=110 °С, коэффициент динамической вязкости газа μ =24,8^.10^-6 Па^.с, барометрическое давление Р_бaр=101,3 кПа, разряжение в циклоне Р_г=30 Па, начальная концентрация пыли в газе z^/=50 г/м³, характеристики дисперсного состава пыли d_m=11 мкм коэффициент полидисперсности пыли δ _r=0,7, плотность частиц пыли ρ _r=3200 кг/м³. Циклон должен работать в сети без раскручивания.

Решение

 

1. Плотность газа при рабочих условиях:

 

 

2.  Расход газа при рабочих условиях:

 

 

 

 

3.  Диаметр циклона:

 

где Wопт – оптимальная скорость газа в циклоне, принимаем 3,5 м/с.

 

4.  Действительная скорость газа в циклоне Wд:

 

 

Невязка составляет: ((3,5-3,16)/3,5)*100 = 9,71%

Ввиду того, что действительная скорость отличается от оптимальной менее

чем на 15 %, остановимся на выбранном диаметре циклона и  найдем его остальные размеры в соответствии с нормалью.

 

5. Гидравлическое сопротивление циклона:

 

,

 

где ξ - коэффициент гидравлического  сопротивления. Коэффициент гидравлического  сопротивления циклона ξ зависит  от ряда факторов - диаметра, концентрации пыли, компоновки циклонов в группе, организации выхода из выхлопной  трубы:

 

ξ=

 

где 500 ξ - коэффициент сопротивления  циклона диаметром 500 мм;

1 κ - поправочный коэффициент,  устанавливающий влияние диаметра  циклона; 

2 κ - поправочный коэффициент,  устанавливающий влияние запыленности  газа;

3 κ - поправочный коэффициент,  устанавливающий групповую компоновку  циклонов.

 

Коэффициент гидравлического  сопротивления

ξ= =

 

 

 

Отсюда  

                ξ

 

6. Определим размер частиц d50, устанавливаемых выбранным циклоном при

рабочих условиях с эффективностью 50 %:

 

 

 

где ДТ, , , WТ – табличные величины (см. прил. 2), соответствующие условиям, при которых получена табличная величина  = 4,5 мкм, характерная данному типу циклона; Д, ρ ч, μ , Wд – величины, соответствующие действительным условиям работы циклона.

 

7.Степень очистки газа в циклоне находят по зависимости η = φ (х). Ар-

гумент функции φ (х) определяется по формуле:

 

 

 

где  - табличное значение, характеризующее дисперсию частиц, улавливаемых в циклоне,

 

 

Аргумент функции φ (х) равен:

 

X = 0,22

 

при Х = 0,22 функция φ (х) = 0,5871, т.е. степень очистки газа

равна 58,71 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Выбрать и  рассчитать рукавный фильтр из  ткани лавсан, предназначенный для  очистки газов плавильной печи, при следующих исходных данных: расход газа при нормальных  условиях V^/_ог=1,35^.10⁵ м³/ч; температура газа перед фильтром Т^/_г=150 °С, барометрическое давление Р_бар=101,3 кПа, разрежение перед фильтром Р_г=300 Па, динамический коэффициент вязкости и плотности газа при нормальных условиях, соответственно: μ _о =17,9 Па^.с (при С=124), ρ _{0 г}=1,3 кг/м³. Концентрация пыли в газе перед фильтром при нормальных условиях z₀=13,3 г/м³, средний размер частиц пыли d_m=4 мкм, плотность частиц пыли ρ _п=5500 кг/м³. Гидравлическое сопротивление фильтра не должно превышать Δ р=1,4 кПа.

 

Решение

 

1. Плотность газа при рабочих условиях:

 

 

2. Расход газа при рабочих условиях:

 

 

 

3. Диаметр циклона:

 

где Wопт – оптимальная скорость газа в циклоне, принимаем 3,5 м/с.

 

4.  Действительная скорость газа в циклоне Wд:

 

 

Невязка составляет: ((3,5-3,16)/3,5)*100 = 9,71%

Ввиду того, что действительная скорость отличается от оптимальной менее

чем на 15 %, остановимся на выбранном диаметре циклона и  найдем его остальные размеры в соответствии с нормалью.