Процессы и аппараты пылегазоотчистке.

Согласно заданию частицы от 1,6 до 40 мкм неправильной формы. По заданной температуре газов Т=463 К из таблицы 5.35 [1] подобран материал фильтра –тефлон (фторопласт, полифен), которому соответствуют фильтры типа ФРКДИ-550. Регенерация осуществляется обратной продувкой. Выписываем из таблиц 5.37, 5.38 [1] характеристики фильтра:- площадь фильтровальной поверхности 550 м2,- количество секций - 6 шт.,- количество рукавов в секции - 36 шт.,- диаметр рукава 135 мм,- высота рукава 6 м,- габариты фильтра (lхbхh,мм) 5000x4400x9200 мм,- сопротивление - 2800 Па.2. По общему расходу запыленных газов W=25м3/с, расход газов на регенерацию обратной продувкой, принят равным 10% от общего расхода, т.е. Wl=2,5 м3/с, и удельной нагрузке, допустимой для выбранного типа фильтра, принятой из табл. 5.41[1] в зависимости от вида загрязнителя и способа регенерации и равной Wsf= 0,028м3/(м2-с), определена рабочая площадь фильтрации:fwr = (W +Wl)/Wsffwr = (25 +2,5)/0,028 = 982,14 м2Принимаем к установке 2 фильтра ФРКДИ-550 с общей площадью фильтрации 1100 м2.3. К рабочей площади фильтрации добавлена величина площади фильтрации секций, отключаемых на регенерацию:ftot = fwr + f1Площадь секций, отключеных на регенерацию, найдена из соотношения:f1 = N·fN·τ·n/3600где N - число секций в фильтре, м2, fN,- площадь фильтрации однойсекции, τ, с- время отключения секции на регенерацию, n–количестворегенераций за 1 час. Для регенерации обратной продувкой оценочно принятоn = 10, τ = 5 с (согл. [1]). Тогда:f1 = 6·550·5·10/3600 = 46 м2ftot = 982,14 + 46 = 1028,14 м24. Для определения площади фильтрации одной секции были использованы следующие конструктивные данные: количество рукавов - 36, диаметр рукава - 0,135 м, высота -6 м. Площадь фильтрации одного рукава определена как площадь боковой поверхности цилиндра с одинаковыми диаметром и высотой:fN= 3,14·0,135·6·36 = 91,6 м2Требуемое количество секций определено по соотношению:N = ftot/fN = 1028,14/91,6 = 11 секцийЧисло секций в двухфильтрах ФРКДИ-550 составляет 12, что составляет требуемую величину.5. Принято максимально допустимое сопротивление аппарата 2000 Па. При потере давления в газоходах до 500 Па дутьевым устройством для установки может служить вентилятор типа ВДН №12,5 с подачей 7 м3/с, давлением 2580 Па и потребляемой мощностью 22 кВт.Так как пыль склонна к образованию агрегатов, применение рукавных фильтров не рекомендуется.11. Расчет степени очистки электрофильтраВычисление ориентировочной степени очистки выбросов в сухих электрофильтрах от пыли, имеющей среднее значение УЭС, выполнено в следующем порядке.1. Выбран из действующих каталогов электрофильтр ЭГА 1-14-7,5-4-3 с площадью активного сечения 28,7 м2 . (табл. 5.43[1]). Скорость газов в активном сечении:w = W / f = 25 / 28,7 = 0,87 м/сОтносительная скорость газов составит:wrl = w / l = 0,87 / 1 = 0,87 м/сОтносительная длина электродов:hrl = h /8 = 13,91 / 8 = 1,7мОпределена ориентировочная величина пылеемкости электродов m как количество пыли, осевшее на площади 1656 м2 за время между регенерациями 5400 сек при W=25 м3/с, z=4 10-3 кг/м и степени улавливания 98%:m = W·zτ·n/f = 25·4 10-3·5400·0,98/1656 = 0,32 кг/м2Относительная пылеемкость составит:mrl =m/l = 0,32/1 = 0,32м/сОпределена величина параметра вторичного уноса при встряхивании осадительных электродов из выражения:где wrl, hrl, - относительные скорость газа, высота и пылеемкостьосадительных электродов. Параметр вторичного уноса:2. Определена напряженность поля у осадительного электрода, учитывая, что D1 - шаг между осадительными электродами а = 0,3 м; D2 -расстояние между концами игл иди зубьев коронирующих электродов b = 0,03м; δ - расстояние от конца иглы до осадительного электрода, равное 0,015 м. Расчет произведен на максимальное напряжение U=50кBt.Подсчитан коэффициент к при температуре газа Т=463 К, Рабс=98325 Па и среднем размере дисперсных частиц D50=4,2- 10-6м:Величина конструктивного размера А принимается по данным табл. 5.46[1], составленной для значения относительной площади frl(отношенияплощади активной зоны к площади поперечного сечения корпуса). Для электрофильтров марки ЭГА frl= 0.9 (согл. [ 1 ]). Значение параметра А подобрано по дисперсии пыли заданного состава и коэффициенту к. Из таблицы 5.46[1] при к=0,85, /„ = 0,9значение параметра А=2,4.3. Безразмерный параметр, зависящий от соотношения электрических и аэродинамических сил, определен из соотношения:где =8,85 10-12Ф/м - электрическая постоянная; l, м, - активная длинаэлектрофильтра, равная для фильтра марки ЭГА 1-14-7,5-4-3 l = 8v, δ -расстояние между коронирующим и осадительным электродами, м, -коэффициент размерности газового потока, принимаемый для конструкций с большим числом ходов равным =0.85; η-коэффициент динамическойвязкости газа-носителя для нормальных условий.4. Степень очистки дымовых газов в электрофильтрах вычислена по формуле:Степень очистки дымовых газов в запроектированном типе электрофильтра высока, что позволяет использовать фильтр ЭГА 1-14-7,5-4-3 в качестве второй ступени очистки.12. Выбор пылеосадительных устройствВ данном курсовом проекте предусмотрена двухступенчатая очистка от пыли, выделяющаяся при производстве калийных удобрений. В соответствии с заданием дисперсный загрязнитель находится в твердой фазе. При выборе аппарата кроме степени очистки должны приниматься во внимание характеристики технологического процесса и физико-химические характеристики пыли и выбросов, которые могут повлиять на эффективность его работы. В любом случае, для выбросов с твердой дисперсной частью наиболее целесообразны сухие пылеосадители.В качестве первой ступени очистки выбран один групповой циклон (со степенью очистки 49,06%) из восьми элементов, имеющих ступенчатую компоновку. Такой выбор был сделан из сравнения с другими аппаратами пылегазоочистки, применимыми для первой ступени очистки: пылеосадительная камера имеет низкую степень очистки; жалюзийная решетка также имеет меньшую степень очистки 15,74%. Батарейные циклоны не могут использоваться в виду высокой слипаемости частиц пыли. Мокрые способы очистки не подходят, так как при их использовании расходуется большое количество воды, которую в свою очередь тоже необходимо очищать от загрязнений, что привело бы к огромным затратам. Выбор ЦН-15 оптимален по сравнению со всеми предложенными вариантами, так как он имеет относительно высокий коэффициент очистки и не требует очистки сточных вод.Циклоны типа ЦН-15 получили широкое распространение. Характерными особенностями этого аппарата являются: наличие удлиненной цилиндрической части, угол наклона крышки и входного патрубка равен 15°.Циклон данного типа - высокопроизводительный аппарат. Кроме того, установка одного высокопроизводительного циклона вызывает затруднения из-за его большой высоты. В связи с этим в технике пылеулавливания широкое применение нашли групповые циклоны. Степень очистки в группе циклонов принимается равной степени очистки в одиночном циклоне, входящем в эту же группу. Для подвода газа рекомендуется применять коллекторы. Входные патрубки циклонов присоединены к коллектору посредством фланцев. Коллектор выполнен изодного патрубка, который с одной стороны подсоединяется к циклонам, а с другой - заканчивается общей камерой. Отвод очищенного газа в циклонах осуществляется с помощью улитки, служащей для преобразования вращательного движения газов в поступательное. Сечение выходного отверстия улитки и входного патрубка циклонов выполнено одинаковым.В качестве второй ступени очистки выбран электрофильтр ЭГА 1-14-7,5-4-3. Выбор данного аппарата был сделан также на основе сравнения с аппаратами применимыми для второй ступени очистки: мокрые способы очистки не подходят, так как при их использовании расходуется большое количество воды, которую в свою очередь тоже необходимо очищать от загрязнений. Все выше рассчитываемые аппараты применимые для второй ступени имеют не высокие степени очистки. Электрофильтр ЭГА1-14-7,5-4-Зимеет преимущества: энергия, подводимая к обрабатываемым газам при электроосаждении, расходуется преимущественно на оказание непосредственного воздействия на осаждаемые частицы. Электрофильтры обеспечивают степень очистки более 99% в широких пределах концентраций и дисперсности частиц при низких гидравлических сопротивлениях (порядка нескольких сот Па) и невысокой затрате электроэнергии (около 0,5 кВт-ч на 1000 м3 газов). Их можно использовать в высокотемпературной, влажной и коррозионноактивной среде. Широк и диапазон экономически целесообразной нагрузки по обрабатываемым газам от одного до сотен кубометров в секунду. Основными элементами электрофильтров являются: газоплотный корпус с размещенными в нем коронирующими электродами, к которым подводится выпрямленный ток высокого напряжения, и осадительными заземленными электродами, изоляторы электродов, устройства для равномерного распределения потока по сечению электрофильтра, бункера для сбора уловленных частиц, системы регенерации электродов и электропитание.13. Расчет состава пыли после I ступени очисткиПосле выбора аппаратов для первой и второй ступеней очистки выполнен пересчет состава пыли .1. Для заданного на проектирование дисперсного состава пыли определено содержание каждой фракции qei2. Представлена масса каждой фракции Mei в кг.3. По линии парциальных коэффициентов осаждения для циклона ЦН-15 определены величины фракционных коэффициентов очистки пгдлязаданного состава пыли.4. Масса каждой фракции пыли, уловленной в батарейном циклоне, рассчитана по формуле:Мm = пг·Mei5. Масса каждой фракции пыли, не уловленной в батарейном циклоне, определена по формуле:Mei = Mbi – Msi6. Остаток пыли Meiпрошедшей через батарейный циклон,принимается за 100% и вычисляется его дифференциальное распределение, т.е. содержание каждой фракции в остатке qei7. Суммируются значения qei начиная с самой крупной фракции d = 40 мкм, и получается интегральное распределение состава пыли qeiпо остатку R(d).Расчеты сведены в таблицу 7.№d, мкм<1,61,62,546,3101625401qbi0,020,040,160,170,30,1070,0130,050,1412Мьп кг27,713,42622,510,44,28,15,71003ηpi0,080,090,210,540,680,840,950,960,98-4Msi кг0,160,6932,81414,0415,38,7363,997,7765,5865Mbi кг1,847,00710,58611,967,21,6640,210,3240,11440,9056qei4,5017,1325,8829,2417,604,070,510,790,281007qei100,0095,5078,3752,4923,255,651,581,070,28Построение графика дисперсного состава ведется по значениям ординат R(d) %, нанесенным с правой стороны вероятностно-логарифмической сетки координат.8. Со вновь полученного графика дисперсного состава находятся диаметры частиц пыли, улавливаемых на 15,84%, 50% и 84,16%.Среднее квадратичное отклонение в функции данного распределения равно:9. Исходя из новых значений dso и пересчитываются параметры, запроектированные в расчете электрофильтра по формуле:Из таблицы 5.46[1] при к=0.72, =1,65, frl=0.9значение параметра А=2,45 по формуле:Степень очистки дымовых газов в электрофильтрах вычислена по формуле:10. Общая степень очистки двухступенчатой установки определяется по выражению:Список литературы1. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Посохин В.Н. М.: Экопресс-ЗМ, 1998 -505 с.2. Методические указания к курсовому проекту по процессам аппаратам пылегазооочистки для студентов спец.290700. - КазГАСА. Сост.Юсипова Л.Э. Зиганшин М.Г., Казань, 2000 - 19 с.