Радиальные пылеуловители

Оглавление
Введение
1Что такое пыль?
1.1 Общие понятия о пыли и ее классификация
1.2 Основные свойства пыли
2 Пылеочистительная аппаратура
2.1 Классификация пылеуловителей
2.2 Система классификации пылеуловителей
3 Радиальные пылеуловители
4 Пример пылеуловителей и их обозначений
Заключение
Литература

Радиальные пылеуловители

Устройства такого типа обычно эффективны при улавливании грубых частиц размером 50 мкм и более .Осаждение под действием центробежной силы. Эта сила может быть значительно больше силы тяжести. В пылеуловителях, основанных на данном принципе, газу обычно сообщают вращательное движение при тангенциальном вводе его в аппараты круглого сечения (в плане), называемые циклонами. Они эффективны при улавливании частиц размером 5-10 мкм и более.Фильтрация запыленного газа через ткань – надежный способ улавливания очень тонких пылей.Электростатистическое осаждение используют в электрофильтрах. Подобная очистка основана на свойстве частиц пыли заряжаться в интенсивном электрическом поле, создаваемом вокруг электрода подведенным к нему постоянным током высокого напряжения (50-90 кВ). Электрофильтры используют для улавливания более мелких, чем в циклонах, пылей, включая ультратонкие (порядка 0,1 мкм).Промыватели. Частицы задерживают на каплях и пленках промывающих жидкостей. Как и фильтры, они эффективны при улавливании очень тонких пылей.Перечисленные принципы позволяют разделить способы пылеулавливания на сухие и мокрые (сухие и мокрые пылеулавливатели).Процесс очистки газов от аэрозолей, независимо от способа улавливания, характеризуется несколькими основными параметрами: степень очистки, гидравлическое сопротивление аппарата, расход электроэнергии, стоимость аппарата и стоимость очистки.Степень очистки η в единичном аппарате: (1)где С вх и Свых – массовые концентрации примиссей в газе соответственно до и после пылеуловителя.Если очистку ведут в системе последовательно соединенных аппаратов, то общая степень очисткиη В = 1-(1- η1)(1- η2)...(1- ηn), (2)где η1 ,η2, ...ηn – степень очистки первого, второго, ... n- го аппаратов.Различают общую и фракционную степени очистки газов, которые относят соответственно ко всей массе частиц и к каждой фракции отдельно.Гидравлическое сопротивление аппарата – разность давлений газового потока на входе и выходе из пылеуловителя.Расход электроэнергии, стоимость аппарата (капитальные затраты) и очистки относят обычно на 1000 м3 очищенного газа.2 Пылеочистительная аппаратураКак уже отмечалось, все способы пылеулавливания можно разделить на сухие и мокрые. Оборудование для сухого улавливания включает пылеосадительные устройства, пылеуловители центробежного действия, фильтры, электрофильтры. К оборудованию для мокрого улавливания пыли относят скрубберы различных типов, барботажные аппараты, скоростные пылеуловители и др. все пылеуловители делят на пять классов в зависимости от крупности пыли, для очистки от которой они предназначены (по нижнему пределу ее крупности) –см. таблица1.Таблица 1 – Классы пылеуловителей в зависимости от размеров улавливаемых частиц.Класс пылеуловителейIIIIIIIVVРазмер улавливаемых частиц, мкм0,3248202.1 Классификация пылеуловителейПо назначению устройства для очистки газа (воздуха) от пыли подразделяются на пылеуловители и воздушные фильтры. Первые служат для санитарной очистки газов и воздуха перед их выбросом в атмосферу и для технологической очистки с целью улавливания и возврата ценных пылевидных продуктов или полуфабрикатов, а вторые - для очистки приточного воздуха, подаваемого вентиляционными установками в производственные и общественные здания. Пылеуловители делятся на две категории: аппараты без применения жидкости и с ее применением. Такое деление принято в ГОСТ 12.2.043-80 «Оборудование пылеулавливающее. Классификация».Сухие пылеуловители делятся на гравитационные, инерционные, фильтрационные и электрические. По некоторым особенностям их действия или основному конструктивному признаку группы пылеуловителей делятся на подгруппы, а в зависимости от специфики конструктивного оформления на типы аппаратов.Гравитационные пылеуловители - пылеосадочные камеры, в которых выпадение частиц из газового потока происходит под действием силы тяжести. Существуют полые и полочные камеры. Полки в камерах устанавливают с целью осаждения более тонких частиц или чтобы иметь возможность увеличить скорость и, соответственно, расход газа в сечении камеры без снижения степени очистки.В инерционных пылеуловителях выделение частиц из газового потока происходит под действием сил инерции, возникающих вследствие изменения направления или скорости движения газа. Они делятся на три подгруппы: жалюзийные (пластинчатые или конические); циклонные (возвратнопоточные, прямоточные и вихревые); ротационные.Фильтрационные пылеуловители - это устройства, в которых выделение частиц пыли из газового потока происходит вследствие его прохода через слой пористого материала. Эта группа состоит из следующих подгрупп: тканевые фильтры (каркасные и рукавные), волокнистые (рукавные, панельные, ячейковые), зернистые (насыпные, жесткие), сетчатые (ячейковые, барабанные).Электрофильтры действуют на основе сообщения частицам в поле коронного разряда электрического заряда с последующим их осаждением на осадительных электродах. Электрофильтры делятся на две подгруппы: однозонные и двухзонные с осадительными электродами пластинчатыми и трубчатыми, подвижными и неподвижными.Пылеулавливающие средства с применением жидкости можно объединить в три группы: инерционные, фильтрационные и электрические.В группу инерционных мокрых пылеуловителей входят циклопы с водяной пленкой, ротационные, скрубберы и ударные аппараты.К циклонам с водяной пленкой относятся циклоны типа ЦВП, центробежные скрубберы ВТИ, скоростные промыватели СИОТ. К ротационным - вентиляторные мокрые пылеуловители ВМП-ЛИОТ, ТбИОТ и НИИ углеобогащения, а также различного типа дезинтеграторы.К подгруппе скрубберов следует отнести различной формы камеры с форсунками, полые, либо заполненные слоями насадки из кусков неправильной формы или реек, дисков, колец, либо с лопастями и другими деталями и конструкциями правильной геометрической формы. Кроме того, в эту подгруппу входят скрубберы с трубой Вентури, известные в технической литературе также под названием турбулентных промывателей, коагуляционных мокрых пылеуловителей и эжекторных скрубберов.В подгруппу ударных инерционных мокрых аппаратов входит простейший пылеуловитель типа полой башни или ямы, в нижней части которых налита вода. Запыленный газ, выходящий из вертикально расположенного патрубка, ударяется о зеркало воды. В эту подгруппу входят различного типа аппараты с импеллерами (направляющими лопастями) и самооборотом орошаемой воды: ротоклон Гипротяжмаша, пылеуловители типа ПМВК ВЦНИИОТ и ПВМ ЦНИИПромзданий.К группе мокрых фильтрационных аппаратов, предназначенных для очистки пылевых выбросов, относятся различные пенные пылеуловители. В эту группу входят пенные пылеуловители с переливной и провальной решеткой (ПГС и ПГМ ЛТИ), струйно-пенные НИГМИ, ударно-пенные, циклоно-пенные и пенновихревые аппараты. К этой же группе можно отнести и барботажные пылеуловители без решетки и с подачей запыленного воздуха под утопленную в воде решетку.Мокрые электрофильтры классифицируются так же, как и сухие, и отличаются от последних только применением воды в виде стекающей пленки на осадительных электродах. При отделении жидкой дисперсной фазы (например, тумана) уловленная жидкость стекает по электродам без применения воды.2.2 Система классификации пылеуловителейПределы эффективности для каждого класса пылеуловителей соответствуют границам зон классификационных групп пылей по их дисперсности.Пылеуловители I класса предназначены для эффективного улавливания пылей IV группы дисперсности.Такие пыли эффективно улавливаются высокопарными пылеуловителями типа Вентури, воздушными фильтрами при соответствующем выборе фильтровальных тканей и многопольных электрических пылеуловителей.Частицы размером более 2 мкм из пулей III группы улавливаются пылеуловителями типа Вентури II класса, а также многочисленными разновидностями тканевых и электрических фильтров II класса.Из инерционных пылеуловителей требованиям II класса могут удовлетворять струйные пылеуловители типа ПВМ, циклоны с водяной пленкой и другие, а также сухие центробежные ротационные пылеотделители. Пылеуловители III класса эффективно улавливают частицы размером более 4 мкм.Требованиям этого класса удовлетворяют струйные мокрые пылеуловители типа ПВМ, пылеуловители циклонного типа, смачиваемые водой, и сухие пылеуловители ротационного действия.Электрические пылеуловители для улавливания частиц данного размера, как правило не применяются.Для улавливания пылей II и III группы органического и синтетического происхождения, которые вследствие небольшой плотности не могут эффективно улавливаться инерционными пылеуловителями (волокнистая пыль, некоторая разновидность древесной пыли, пыль стеклопластиков и др.Пылеуловителя IV класса улавливают достаточно полно пыль II группы, а некоторые из них применяются и для улавливания пылей III группы.Пылеуловители V класса применяют для улавливания пылей I и II гр; п дисперсности.Такие пыли эффективно улавливаются циклонами средней эффективности большого диаметра, например ЦК-15, ЦН-24, гравитационными пылеуловителями и т.Согласно классификации пылеулавливающих систем, основанной на принципиальных особенностях процесса очистки, пылеочистные аппараты (оборудование) делятся в основном на четыре группы: сухие пылеуловители;Технико-экономические аспекты промышленной экологии мокрые пылеуловители, фильтры и электрофильтры.Пылеуловители различных типов применяются при повышенных концентрациях промышленной пыли в воздухе.Если требуется более тонкая очистка выбросов в атмосферный воздух, то очистку ведут в системах последовательно соединенных пылеуловителей и фильтров, которые в отдельных случаях являются наиболее эффективными и экономичными средствами очистки воздуха.По принципу очистки все пылеулавливающие устройства делятся на:1.Сухие пылеулавливающие системы2.Мокрые пылеулавливающие системы3. Электрофильтры4. ФильтрыОбычно применяют систему из аппаратов 1-4 , и обычно они соединены последовательно.Сухие пылеуловители.К ним относятся аппараты в которых отделение частиц примесей от воздушого потока происходит за счет сил гравитации , инерции, кариолиса (т.е механическим путем). Все сухие пылеуловители по конструкции делятся на:1. Циклоны2. Ротационные пылеуловители3. Вихревые пылеуловители4. Радиальные пылеуловители5. Жалюзийные пылеуловителиДля улавливания пыли наиболее крупных фракций (более 3—5 мм), богатых железом и используемых на аглофабриках как составляющая агломерационной шихты, применяются сухие пылеуловители. Они представляют собой металлические цилиндры высотой до 15, диаметром до 10-12 м с коническим днищем для сбора уловленной пыли и куполом, переходящим в газопровод с установкой в его начале тарельчатого клапана. Применяются для сухого пылеулавливания ротационные пылеуловители - аппарат центробежного действия, который одновременно с перемещением воздуха очищает его от относительно крупных (более 5-8 мкм) фракций пыли; обычно совмещаются с вентилятором - требуют меньших площадей для размещения их.К аппаратам центробежного действия относятся вихревые пылеуловители соплового и лопаточного типа, в которых газовый поток поступает через завихритель и встречается с вторичным газовым нисходящим потоком. Вторичный газовый поток получает вращательное движение за счет сопел или лопаток и уносит отброшенные центробежными силами частицы пыли. В качестве вторичного газового потока используется наименьшая очищенная часть (у периферии потока) газа. Эффективность очистки 0,86-0,96%. В радиальных пылеуловителях отделение твердых частиц от газового потока происходит за счет совместного действия гравитационных и инерционных сил; последние возникают при повороте газового потока на 180 град за срезом входной трубы. Эффективность очистки 0,65 крупной фракции. Наиболее ответственные части сухих пылеуловителей (кожух и опорные колонны) изготовляются из низколегированных сталей, например марки 14Г2, остальные части — из стали марки СтЗ. Для предохранения кожуха от истирающего воздействия доменного газа с пылью пылеуловители футеруют шамотным кирпичом (230 мм) класса Б первого сорта или огнеупорным торкрет-бетоном (толщина слоя 60 мм). По высоте кожуха делают лазы и люки для его периодического ремонта и осмотра. Отверстия в нижнем конусе для выпуска пыли оборудуют устройствами для выпуска пыли с увлажнением так называемыми шнеками. Газопроводы от печи до пылеуловителя футеруют так же, как и сам сухой пылеуловитель. По способу подвода газа пылеуловители разделяют на радиальные и центробежные, так называемые ударники и тангенциальные. В зависимости от объема печи число сухих пылеуловителей для грубой очистки доменного газа колеблется от одного до двух. Устанавливаются они параллельно или последовательно, различаясь при этом как первичные и вторичные. Первичные делают центробежными, а вторичные - радиальными. Более подробно мы рассмотрим радиальные пылеуловители.3 Радиальные пылеуловителиРадиальные пылеуловители обычно устанавливают за агрегатами [11], имеющими вертикальные газоотводы типа “гусиная шея”, например за шахтными печами и печами “КС”, располагая по нисходящей ветви газопровода. Газ поступает в мешок сверху, а отводится сбоку, пыль по инерции в значительной степени продолжает движение в низ мешка, где скапливается и периодически выпускается через разгрузочное устройство. Эффект очистки газа от частиц размером 25-30 мкм обычно составляет 0,65-0,85.Принцип действия практически как в циклоне . Разница в том, что газовый поток не закручивается. КПД =0,65-0,85 процента. Очищается пыль диаметром 0,25-0,3 мкм. Они делятся на пылеуловители и фильтры. В свою очередь пылеуловители подразделяются на гравитационные и инерционные. Гравитационные пылеуловители имеют пылевые камеры различной конструкции. В этих пылеуловителях осаждение пыли происходит, в основном, под действием сил тяжести. Силы инерции здесь оказывают незначительное влияние на процесс извлечения пыли из потока газа. Принцип действия циклона – одного из самых распространенных пылеочистительных аппаратов, основан на использовании центробежной силы, возникающей при вращательно-поступательном движении газового потока: центробежная сила отбрасывает частицы пыли к стенкам корпуса циклона, затем частицы пыли, стекая по стенкам, выпадают в бункер, а очищенный газ через расположенный по оси циклона выхлопной патрубок выбрасываются в атмосферу или поступают к потребителю. До настоящего времени нет единой теории расчета циклонов, что привело к созданию значительного количества их типов и конструкций. Наибольшее распространение получили циклоны, корпус которых имеет цилиндрическую, коническую и цилиндро-коническую форму, которые могут использовать как «левое», так и «правое» вращение газового потока. С целью снижения габаритов и гидравлического сопротивления были разработаны прямоточные циклоны. Несколько соединенных параллельно обычных и прямоточных циклонов могут быть соединены в единый пылеулавливающий аппарат – батарейный или групповой циклон (рис1,2). Рис. 1 Батарея циклонов Ван-ТонгеренаЦиклоны, относящиеся к аппаратам так называемой сухой инерционной очистки, получили широкое применение для очистки дымовых технологических газов от установок промышленной теплотехники. К преимуществам этих аппаратов относятся простота конструкции, высокая надежность и возможность извлечения из газов золы и пыли в сухом виде. Неизвестно, кем и когда был создан первый простейший циклон, однако молва утверждает, что в России нечто похожее на циклон использовалось еще на знаменитых демидовских заводах.