Выбор циклонов для промышленной очистки газов

Огромное обилие конструкций циклонов, приведенных в справочной литературе, затрудняет выбор типа циклона для промышленного использования [18]. В связи с этим в СФ НИИОГАЗ в протяжении ряда лет проводились работы по исследованию разных типов циклонов с целью выдачи советов по их применению [19].
На основании выполненных работ рекомендуются последующие типы циклонов.
Циклоны с винтообразным входом Выбор циклонов для промышленной очистки газов газа - ЦH-15, ЦН-24. Эти циклоны имеют относительно высшую производительность при маленьких габаритах. Используются для грубой чистки газа от пыли с размером частиц более 20 мкм.
Циклоны со спиральным входом газа СЦН-40 относятся к высокоэффективным циклонам. Употребляются для узкой чистки газа с размером частиц более 10 мкм. Циклон с Выбор циклонов для промышленной очистки газов оборотным конусом - ВЦНИИОТ по эффективности соответствует циклону ЦН-24. Применяется для улавливания волокнистых пылей в легкой и полиграфической индустрии. Циклон CЦH-50 со спиральным входом рекомендуется для улавливания абразивных пылей. Срок службы этого циклона увеличен в пару раз по сопоставлению с циклоном ЦН-15, в критериях равной степени чистки и сопротивления.
Аэродинамические схемы Выбор циклонов для промышленной очистки газов рекомендованных циклонов показаны на рис.2.44.и рис.2.45 .

Подмена 1-го типа циклона на другой, для критерий сохранения сопротивлений газового тракта схожими, делается за счет конфигурации поперечника циклона [20].
Поперечник нового циклона (Д2), в данном случае, определяется из формулы:
(2.24)

где: Д1_- поперечник имеющегося циклона,
z n1,z n2 - коэффициенты сопротивления, отнесенные к плану Выбор циклонов для промышленной очистки газов известного циклона и нового.

Скорость запыленного потока на входе в циклон должна быть не ниже транспортной скорости, несушей частички пыли. При понижении этой скорости появляются отложения пыли на стенах газохода и во входном патрубке циклона.
В таблице представлены аэродинамические характеристики рекомендованных циклонов при равной скорости на входе Выбор циклонов для промышленной очистки газов - 18 м/сек

Тип циклона Скорость газа на входе в циклон м/сек Скорость газа на выходе из циклона м/сек Коэффициент сопротивления, отнесенный ко входу Гидравлическое сопротивление, кгс/м2 Коэффициент сопротивления, отнесенный к плану циклона
ЦН-15 7,6
СЦН-40 8,7 7,0
ЦН-24 18,4 10,9
ВЦНИИОТ 9,3 -

Скорость в плане циклона (расчетная), м/с:
ЦН-15 - 2,5-3,5; СЦН-40 - 1,3-1,9; ЦН-24 - 3,5- 4,5.
Из рассмотрения таблицы Выбор циклонов для промышленной очистки газов следует - при равной скорости на входе меньшее сопротивление имеет циклон СЦН-40, наибольшее - ЦН-24, ВЦНИИОТ.
Гидравлическое сопротивление находится по известной зависимости
Па (2.19)
где: z вх,z пл - коэффициент сопротивления, отнесенный ко входу, к сечению корпуса циклона
Vвх, Vпл - скорость на входе в циклон, скорость в плане циклона, м/сек>
r Выбор циклонов для промышленной очистки газов - плотность газового потопа, кг/м3
Расчет эффективности улавливания циклонами делается по данным фракционного коэффициента чистки. Его значение определяется экспериментальным методом, в итоге испытаний моделей циклонов на кварцевой пыли с разной тониной помола в стендовых критериях. Черта фракционной степени чистки указывает, с какой эффективностью улавливаются отдельные фракции пыли в Выбор циклонов для промышленной очистки газов данном типе циклона (рис. 2.46)

Для расчета степени чистки реального циклона нужно иметь данные по дисперсному составу пыли, плотности пыли, вязкости газа, скорости потока в реальном циклоне, также размеры поперечника циклона. Пересчет степени чистки с модели циклона на реальный циклон делается с внедрением среднего размера частиц пыли d50, который для реального циклона Выбор циклонов для промышленной очистки газов находится по формуле:
(2.25)
где: d50- средний размер частиц пыли модели циклона
rтн, rт - плотность частички пыли модели циклона и реальной пыли промышленного циклона
Vм, V - скорость в циклоне модели и настоящая в промышленном циклоне
m, mм - вязкость газа настоящая и при испытании модели циклона

В этой формуле отсутствует поперечник циклона, воздействие которого на степень чистки выражается по Выбор циклонов для промышленной очистки газов ранее приобретенному уравнению (2.21).
Общая степень чистки для моделей циклонов Æ300 мм - СЦН-40, ЦН-15, ЦH-24, ВЦНИИОТ - зависимо от d50 и s показана в виде графиков, соответственно на рис.2.47, рис.2.48, рис. 2.49.

Последовательность расчета степени чистки:

1. По известному дисперсному составу определяется средний размер частиц пыли d50 и s дисперсия.

2. По формуле (2.25) делается пересчет d50 на Выбор циклонов для промышленной очистки газов реальный газ с учетом другой плотности, вязкости и скорости в циклоне.

3. По графику зависимо от пересчитанного d50 и s определяется общая степень чистки, которая соответствует циклону Æ 300 мм.

4. Пересчет степени чистки для реального поперечника циклона делается по уравнению (2.21)

В промышленных критериях степень чистки газа в циклоне находится в Выбор циклонов для промышленной очистки газов зависимости от запыленности газа. Было установлено - с повышением запыленности увеличивается степень чистки, с уменьшением - понижается. Это явление разъясняется эффектом коагуляции - укрупнения частиц пыли в вихревом потоке циклона, также статическим зарядом, образующимся меж частичками пыли при трении меж собой и о стены циклона.
На эффект коагуляции оказывает влияние форма и плотность частиц пыли Выбор циклонов для промышленной очистки газов. Так, при испытаниях циклона на древесной пыли, образующейся после шлифовки с размером частиц наименее 12 микрон, эффективность оказалась выше расчетной в пару раз, то же самое происходит при улавливании отдельных видов сажи. Гидравлическое сопротивление циклона зависит также от запыленности. С ростом запыленности сопротивление циклона понижается в среднем на Выбор циклонов для промышленной очистки газов 10-20%.
В особенности огромное воздействие запыленности на понижение сопротивления циклона типично для циклонов с высочайшей циркуляцией газового потока.
Так, для циклона СЦН-40 понижение добивается 20%, при запыленностях газа более 8 г/нм3. Для циклонов с винтообразным входом понижение сопротивления происходит в наименьшей степени - 10%.

Групповые циклоны

Групповые циклоны используются для чистки газов огромных объемов, также с Выбор циклонов для промышленной очистки газов целью увеличения степени чистки.
Высота установки группового циклона, по сопоставлению с установкой одиночного циклона, при чистке схожего объема газа понижается в пару раз. Циклонные элементы в групповом циклоне соединяются параллельно, употребляются с винтообразным, спиральным входом газа, также прямоточного типа.
Групповые циклоны имеют подводящий коллектор, через который запыленный Выбор циклонов для промышленной очистки газов газ распределяется по отдельности в каждый циклон.
На выходе очищенный газ собирается в общий сборник циклонов, последний производится в виде камеры прямоугольной либо круглой формы, также может иметь вид улиток, которые потом соединяются с общим газоходом, внедрение улиток заместо камер уменьшает высоту установки группового циклона.
Групповой циклон имеет общий Выбор циклонов для промышленной очистки газов бункер для сбора уловленной пыли. В отдельных случаях, по компоновочным суждениям, заместо бункера употребляется шнек с непрерывной выгрузной пыли либо система пневмотранспорта. При наличии системы пневмотранспорта на циклонах инсталлируются шлюзовые затворы, которые. выгружают уловленную пыль в трубопровод системы пневмотранспорта.
Более всераспространенные типы компоновок групповых циклонов СЦН-40 были испытаны Выбор циклонов для промышленной очистки газов в стендовых критериях на кварцевой пылиd50 = 15 мкм, запыленность - 5 г/м3.
Поперечник циклонных частей - 300 мм, количество частей в группах - 6 шт. и 4 шт., скорость в плане циклонного элемента-1,75 м/сек.
Схемы сборки групповых циклонов СЦН-40-ЗООх6 и СЦН-40-300х4 показаны на рис. 2.50, 2.51, 2.52 .

Испытанию подлежали последующие сборки:
  1. Прямоугольная - с коллектором грязного газа, размещенного Выбор циклонов для промышленной очистки газов меж циклонами с общим бункером.
  2. То же с коллектором грязного газа, размещенным с боковой стороны циклонов.
  3. Прямоугольная сборка с персональными бункерами на каждом циклоне.
  4. Прямоугольная v-образная с коллектором грязного газа, размещенным меж циклонами и выгрузкой пыли при помощи шнека. Бункер отсутствовал.
  5. Радиальная сборка из 4-х циклонов с нижним Выбор циклонов для промышленной очистки газов подводом грязного газа.
  6. То же с верхним подводом грязного газа.
VII. .Одиночный циклон СЦН-40 Æ 300 мм с бункером. Свойства групповых циклонов, приобретенные при испытаниях, сравнивались с подобными чертами одиночного циклона СЦН-40 Æ 300 мм. Основная цель испытаний - определение величины понижения степени чистки и увеличения сопротивления группового циклона по сопоставлению с одиночным циклоном. Не Выбор циклонов для промышленной очистки газов считая этого, изучалось рассредотачивание пыли и газа по циклонам, находящимся в группе, также воздействие расположения группового циклона на его свойства при работе под разрежением и нагнетанием.

Сводная таблица результатов испытаний группового циклона для разных вариантов компоновок:

Варианты компоновок I II III IV V VI VII
Степень чистки, % 96,5 96,2 96,5 92,5 96,4 96,0 96,5
Коэффициент гидравлического Выбор циклонов для промышленной очистки газов сопротивления, отнесенный к входу в циклон 8,7 8,3 8,5 8,0 10,2 10,7 6,9

Анализ результатов испытаний указывает, что сборка циклона СЦН-40 в группу не понижает степень чистки. Исключением, является сборка по варианту IV, в какой выгрузка пыли из циклонов делается шнеком, бункерная часть циклонов отсутствует. При испытании этой сборки под нагнетанием степень чистки увеличивается с Выбор циклонов для промышленной очистки газов 92% до 94,7%. В данном случае, подсосы стороннего воздуха через шнек и шлюзовой затвор понижаются в пару раз. В других вариантах компоновок при испытании под нагнетанием наблюдалось малозначительное понижение степени чистки с 96,5% до 95,9% и с 96,2% до 95,8%. Понижение степени чистки в данном случае разъясняется диспергацией пыли лопатками вентилятора, через который проходил пылевоздушный поток Выбор циклонов для промышленной очистки газов.
Коэффициент сопротивления групповой сборки циклонов, по сопоставлению с одиночным циклоном, увеличивается в среднем на 20-25%.
Повышение сопротивления группового циклона происходит в главном за счет дополнительного сопротивления раздающего коллектора. Больший коэффициент гидравлического сопротивления имеет радиальная сборка из 4-х циклонов с нижним и верхним подводом газа.
Рассредотачивания потоков по циклонам было равномерным Выбор циклонов для промышленной очистки газов, но рассредотачивание пыли по циклонам имело большой разброс. Более нагруженные по пыли являлись задние ряды циклонов по ходу движения газа. В эти циклоны поступало в 2-3 раза больше пыли, чем в 1-ые ряды.
Неодинаковое рассредотачивание пыли по циклонам свойственна для группового циклона, работающего под разрежением, при работе под Выбор циклонов для промышленной очистки газов нагнетанием рассредотачивание пыли по циклонам становилось более равномерным. Это явление разъясняется более высочайшей турбулизацией пылегазового потока, создаваемого лопатками рабочего колеса вентилятора. В данном случае пыль более умеренно распределялась по сечению раздающего коллектора.
В заключении были проведены тесты группового циклона, вариант IV, с выгрузкой пыли пневмотранспортом. При этой сборке полость шнека использовалась Выбор циклонов для промышленной очистки газов в качестве газохода, через который выполнялся отсос уловленной пыли совместно с маленьким количеством воздуха. Отсос выполнялся при помощи отдельного вентилятора через выносной циклон СЦН-40 Æ 300 мм с бункером. Уловленная пыль собиралась в бункере. После циклона очищенный воздух нагнетался назад на вход в групповой циклон. Результаты испытаний приведены в таблице Выбор циклонов для промышленной очистки газов.

Q; м3/час qот; м3/час Qсум; м3/час qот; % Vпл; м/сек Q оч; %
1,7 94,7
19,5 1,65 95,4
27,2 1,67 95,7
31,5 1,67 96,5

Из данных таблицы следует, при наличии отсоса - 31,5%, степень чистки группового циклона увеличивается до уровня степени чистки одиночного циклона - 96,5%. При всем этом, количество очищаемого газа соответственно понижается на количество отсасываемого газа, т.е. с 2620 м Выбор циклонов для промышленной очистки газов3 /час до 1800 м3 /час при наличии рециркуляции. Без рециркуляции с отводом очищенного газа из выносного циклона в газоход после группового циклона, количество очищаемого газа при 30% отсосе возрастает - 2620 + 751 = 3371 м3/час.

Выводы. Сборка циклонов СЦН-40 в группы, не считая IV варианта, не понижает степень чистки по сопоставлению с одиночным циклоном, коэффициент чистки остается Выбор циклонов для промышленной очистки газов схожим.
Коэффициент гидравлического сопротивления группового циклона возрастает. Он определяется зависимостью:
(2.26)
где: к - коэффициент, для прямоугольной сборки - 1,20-1,25 для радиальный - 1,45
z0- коэффициент сопротивления одиночного циклона.

Количество циклонов СЦН-40, объединяющих в группы для чистки огромных объемов газа, может достигать 12 штук и поболее. Поперечник циклона - до 2-х метров.


viberite-odin-pravilnij-otvet-k-hromosomnim-boleznyam-otnositsya.html
viberite-odin-pravilnij-otvet-kakie-izgibi-pozvonochnogo-stolba-yavlyayutsya-lordozami.html
viberite-odin-pravilnij-otvet-na-risunke-izobrazhen-skoleks.html