Очистка газов под действием инерционных

И центробежных сил

Инерционные пылеуловители. Действие пылеуловителей такого типа основано на использовании инерционных сил, возникающих при резком изменении направления газового потока, которое сопровождается значи­тельным уменьшением его скорости. Устанавливая на пути движения запы­ленного газа (например, в газоходе) отражательные перегородки или при­меняя коленчатые газоходы, изменяют направление движения газа на 90 или 180а. При этом частицы пыли, стремясь сохранить направление своего первоначального движения, удаляются из потока. Для эффективного улавливания пыли скорость потока газа перед перегородками должна составлять не менее 5-15 м/сек.

Жалюзийный пылеуловитель (рис. V-22) состоит из собственно инерционного первичного пылеуловителя 1 и вторичного пыле­уловителя — циклона 2. Запыленный газ поступает в пылеуловитель 1, жалюзи 3 которого представляют собой набор наклонных колец, установ­ленных с зазором 2—3 мм и немного перекрывающих друг друга. Жалюзи имеют коническую форму для того, чтобы скорость газа в различных попе­речных сечениях аппарата оставалась примерно постоянной.

Частицы пыли, ударяясь о кольца жалюзи, отбрасываются к оси конуса, а освобождаемый от наиболее крупных частиц пыли газ, проходит через зазоры в конусе и удаляется через патрубок 4. Небольшая часть газа (примерно 10%), в которой концентрируется основная масса частиц, по­ступает в циклон 2, где под действием центробежных сил освобождается от основной массы пыли и возвращается на доочистку в первичный жалюзийный пылеуловитель. Пыль удаляется из циклона через патрубок 5. Жалюзийные пылеуловители могут устанавливаться в горизонтальных и вертикальных газопроводах.

Инерционные пылеуловители отличаются простотой устройства, ком­пактностью и не имеют движущихся частей, однако в них достигается невысокая степень очистки (примерно 60%) пыли (размер удаляемых частиц более 25 мкм). К недостаткам инерционных пылеуловителей отно­сятся также сравнительно большое гидравлическое сопротивление, быст­рый износ и забивание перегородок.

Циклон конструкции Научно-исследовательского института по сани­тарной и промышленной очистке газов (НИИОгаз) состоит (рис. V-23) из вертикального цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2 и крыш­кой 3. Запыленный газ поступает тангенциально со значительной скоростью (20-30 м/сек) через патрубок 4 прямоугольного сечения в верхнюю часть корпуса циклона. В корпусе поток запыленного газа движется вниз по спирали вдоль внутренней поверхности стенок циклона. При таком враща­тельном движении частицы пыли, как более тяжелые, перемещаются в на­правлении действия центробежной силы быстрее, чем частицы газа, концентрируются в слоях газа, примыкающих к стенкам аппарата, и переносятся потоком в пылесборник 5. Здесь пыль оседает, а очищенный газ, продолжая вращаться по спирали, поднимается к верху и удаляется через выхлопную трубу 6.

Движение частиц пыли в циклоне обусловлено в основном вращатель­ным движением потока газа по направлению к пылесборнику (влияние сил тяжести частиц имеет в данном случае значительно меньшее значение). Поэтому циклоны можно устанавливать не только вертикально, но также наклонно или горизонтально.

В циклонах НИИОгаз с диаметром корпуса от 100 до 1000 мм степень очистки газов от пыли составляет 30-85% (для частиц диаметром 5 мкм) и с увеличением диаметра частиц повышается до 70-95% (для частиц диаметром 10 мкм) и далее до 95-99% (для частиц диаметром 20 мкм). При этом содержание пыли в очищаемом газе не должно превышать 0.2-0.4 кг/м3. Лишь для циклонов диаметром 2000-3000 мм допускается уве­личение начальной концентрации пыли в газе до 3—6 кг/м3. Теоретический расчет циклонов весьма сложен. Поэтому их рассчитывают упрощенно по гидравлическому сопротивлению аппарата Dр (н/м3).

Циклоны из углеродистой стали (нормали­зованные) применяются для очистки газов, имеющих температуру не более 673 °К (400 °С). Газы с более высокими температурами очищают в циклонах, изготовленных из жаропрочных материалов; в этих случаях корпус циклона часто футеруют изнутри термостойкими мате­риалами (шамотным кирпичом, огнеупорными плитками и др.). Наиболее низкая температура газов, поступающих на очистку в циклон, должна быть не менее чем на 15-20 °С выше их точки росы, чтобы не происходили конден­сация паров влаги и образование шлама, что вызывает резкое ухудшение очистки.

Степень очистки газа в циклонах может быть повышена либо путем уменьшения радиуса вращения потока запыленного газа, либо путем увеличения скорости газа. Однако повышение скорости газа вызывает значительное возраста­ние гидравлического сопротивления циклона и увеличение турбулентности газового потока, ухудшающей очистку газа от пыли. Уменьше­ние радиуса циклона приводит к снижению его производительности. Поэтому часто для очистки больших количеств запыленных газов вместо циклона большого диаметра применяют не­сколько циклонных элементов значительно меньшего диаметра (их монтируют в одном корпусе). Такие циклоны называются бата­рейными циклонами, или муль­тициклонами.

На рис. V-24 показан батарейный циклон, состоящий из параллельно рабо­тающих циклонных элементов, смонтированных в общем корпусе 1, Запы­ленный газ через входной патрубок 2 попадает в газораспределительную камеру 3, ограниченную трубными решетками 4, в которых герметично закреплены циклонные элементы 5. Газ равномерно распределяется по отдельным элементам, действие которых основано на том же принципе, что и работа обычных циклонов. Очищенный газ выходит из элементов в общую камеру и удаляется через патрубок 6. Пыль собирается в кони­ческом днище (бункере) 7.

Устройство циклонных элементов показано на рис. V-25. Газ поступает в элементы не тангенциально, а сверху через кольцевое пространство между корпусом 1 и выхлопной трубой 2. В кольцевом зазоре установлено закручивающее лопастное устройство 3 в виде «винта» (рис. V-25, а), имеющего две лопасти, наклоненные под углом 25°, или «розетки» (рис. V-25, б) с восемью лопатками, расположенными под углом 25 или 30°. При помощи такого устройства обеспечивается вращение газового потока. Пыль из элемента ссыпается через пылеотводящий патрубок 4 в общую пылесборную камеру аппарата.

Имеется ряд конструкций батарейных циклонов, отличающихся формой корпуса элементов (например, с элементами цилиндрической формы), их расположением в пространстве (горизонтальные элементы) и способами сообщения газу вращательного движения. Так, в прямоточных батарейных циклонах (рис. V-26) частицы пыли отбрасы­ваются с помощью закручивающего устройства 1, расположенного по оси входной трубы 2, к ее внутренней по­верхности и удаляются вместе с неболь­шой частью газа (5-10%) через коль­цевую щель 3 в пылесборную камеру, а очищенный газ выводится через вы­хлопную трубу 4. Такие батарейные циклоны более компактны и обладают меньшим гидравлическим сопротивле­нием, но они менее эффективны, чем обычные батарейные циклоны (рис. V-25).

Широко распространенные батарей­ные циклоны изготовляются с нормализованными элементами диаметром 100, 150 и 250 мм; они рассчитаны на очистку газов с содержанием пыли 0.05-0.1 кг/м3. Степень очистки газа в батарейных циклонах несколько отличается от степени очистки его в обычных циклонах (рис. V-23) и составляет 65-85% (для частиц диа­метром 5 мкм), 85-90% (для частиц диаметром 10 мкм) и 90-95% (для частиц диаметром 20 мкм).

Для нормальной работы батарейного циклона необходимо, чтобы все его элементы имели одинаковые размеры, а очищаемый газ — равномерно распределялся между элементами. В этих условиях гидравлическое сопро­тивление элементов будет одинаковым. Батарейные циклоны целесооб­разно применять, и тогда улавливаемая пыль обладает достаточной сыпу­честью и исключена возможность ее прилипания к стенкам аппарата, что затрудняло бы очистку элементов.

Батарейные циклоны обычно используют, когда расходы запыленного газа велики и применение нескольких обычных циклонов менее экономично. Циклоны всех видов отличаются простотой конструкции (не имеют дви­жущихся частей) и могут быть использованы для очистки химически актив­ных газов при высоких температурах. По сравнению с аппаратами, в кото­рых отделение пыли осуществляется под действием сил тяжести или инер­ционных сил, циклоны обеспечивают более высокую степень очистки газа, более компактны и требуют меньших капитальных затрат.

К недостаткам циклонов относятся: сравнительно высокое гидравличе­ское сопротивление (400-700 н/м2, или 40—70 мм йод. ст.), невысокая степень улавливания частиц размером менее 10 мкм (70-95%), механиче­ское истирание корпуса аппарата частицами пыли, чувствительность к ко­лебаниям нагрузки по газу.

В циклонах рекомендуется улавливать частицы пыли размером более 10 мкм.








Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 1596;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.