Обоснование технологической схемы очистки воздуха.

Технологическая схема очистки воздуха от пыли шинной промышленности включает в себя два циклона марки ЦН-15 и рукавного фильтра марки ФРК-300. Выходя из здания, запыленный воздух попадает в циклоны и проходит очистку эффективностью 92,54 %,что составляет 2,8 г/ м³. На второй ступени рукавный фильтр очищает воздух на 99,8%, т.е. до 0,05г /м³. Данное оборудование подбирается путем сложного расчета по основным расчетным параметрам, таким как производительность, площадь, диаметр.

Расчет аппаратов для очистки газа от пыли.

Циклон

Задачей технологического расчета аппаратов для очистки газов является определение их основных размеров, гидравлического сопротивления и эффективности очистки по рабочим параметрам газовой смеси.

Параметры, характеризующие состояние газовоздушной смеси: объем газа V, м³/ч; давление р, Па; температура Т, К; плотность , кг/м³; теплоемкость, , кДж/кг∙К, вязкость , Па∙с.

Так как газ – носитель 100% воздух, применяем сухой метод очистки.

Для ориентировочного выбора циклона воспользуемся [1] выбираю 2 циклона марки ЦН-15(рис. 4).

Оптимальная скорость газа в сечении циклона и вычисляю необходимую площадь сечения циклона по формуле

где - объем очищаемого воздуха, м³/с

Диаметр циклона определяется

где - количество циклонов, шт

Принимаем стандартный диаметр D=700 мм

Находим действительную скорость газа в циклоне, действительная скорость не должна отличаться от оптимальной более чем на 15%

Гидравлическое сопротивление циклона рассчитывают по формуле

- плотность газовой смеси (воздуха) при рабочих условиях, кг/м³

где - коэффициент гидравлического сопротивления циклона

где - коэффициент гидравлического сопротивления циклона диаметром 500мм, принимаем по[1]. Индекс означает, что циклон работает в гидравлическую сеть.

- поправочный коэффициент на диаметр циклона, определяем по [1];

- поправочный коэффициент на запыленность газа, определяем по [1];

- коэффициент, учитывающий дополнительные потери при компоновке циклонов в группу.

Lg d ₅₀=1/n∑lgδ_i =1/5∑lg200+lg100+lg75+lg53+lg40=0,2(2,3+2+1,875+

1,724+1,6)=1,9

d ₅₀ =79,43

Для учета влияния отклонений рабочих условий от типовых определяют значение параметра по формуле

= Lg d ₅₀ =79,43 =15,26

lg =1,18

Фракционную степень очистки газов в циклоне определяют по формуле

где - табличная функция распределения, зависящая от параметра , равного

=1.03

- табличная функция распределения равна 0,8508.

Тогда степень очистки газов в циклоне определим по формуле

Валовый выброс (при запыленности 3 г/м3 и объеме воздуха 13500 м3/ч):

М=0,003 13500(1-0,9254)24=72.5

Динамическая вязкость воздуха при расчетных условиях:

µ _см = µ₀ (273+С/T+C(T/273)^1,5 =18,6 10^-6(273+124/293+124(293/273)^1,5=0.047 10^-6 Па с.

Циклон ЦН15-У рис.4

Технические характеристики циклонов типа ЦН15

Типоразмер циклона	Размеры, мм	Масса с бункером, кг
D1	Н	Н1	Н2	Н3	В	L	а*б/А*Б	b
ЦН-15-200х1УП	-							132*52
ЦН-15-300х1УП	-							198*69
ЦН-15-400х1УП	-							264*92
ЦН-15-500х1УП	-							330*115
ЦН-15-600х1УП	-							396*138
ЦН-15-700х1УП	-							462*161

Рукавный фильтр

Тканевые фильтры имеют наибольшее распространение. Возможности их использования расширяются в связи с созданием новых температуростойких и устойчивых к воздействию агрессивных газов тканей. Корпус фильтра представляет собой металлический шкаф, разделенный вертикальными перегородками на секции, в каждой из которых размещена группа фильтрующих рукавов. Верхние концы рукавов заглушены и подвешены к раме, соединенной с встряхивающим механизмом. Внизу имеется бункер для пыли со шнеком для ее выгрузки. Встряхивание рукавов в каждой из секций производится поочередно. В тканевых фильтрах применяют фильтрующие материалы двух типов: обычные ткани, изготавливаемые на ткацких станках и войлоки, получаемые путем свойлачивания или механического перепутывания волокон. В типичных фильтровальных тканях размер сквозных пор между нитями достигает 100…200 мкм. К тканям предъявляются следующие требования: 1) высокая пылеемкость при фильтрации и способность удерживать после регенерации такое количество пыли, которое достаточно для обеспечения высокой эффективности очистки газов от тонкодисперсных твердых частиц; 2) сохранение, оптимально высокой воздухопроницаемости в равновесно запыленном состоянии; 3) высокая механическая прочность и стойкость к истиранию при многократных изгибах, стабильность размеров и свойств при повышенной температуре и агрессивном воздействии химических примесей, находящихся в сухих и насыщенных влагой газах; 4) способность к легкому удалению накопленной пыли; 5) низкая стоимость.

Фильтры типа ФРКИ — аппараты общепромышленного назначения. Они предназначены для улавливания пылей средним диаметром частиц 2 мкм и более, не являющихся токсичными, пожаро- или взрывоопасными. Применяются в промышленности строительных материалов, черной и цветной металлургии, пищевой и химической промышленности.

В фильтре запыленный газ проходит через ткань закрытых снизу рукавов в направлении снаружи внутрь; чистый газ выходит через верхние открытые концы рукавов и удаляется из аппарата. Каждый рукав в фильтре натянут на жесткий каркас и закреплен на верхней решетке.

У фильтров ФРКИ-30, ФРКИ-60 и ФРКИ-90, состоящих соответственно из одной, двух и трех секций, высота рукавов одинаковая — 2м. Количество секций в фильтрах ФРКИ-180 (однорядных) и ФРКИ-360 (двурядных) составляет соответственно 4 и 8, а высота рукавов — 3м.

Расчет:

1. Определяем удельную газовую нагрузку:

q=q_H c₁ c₂ c₃ c₄ c₅

где – нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, для расчетов следует принять = 2,6; – коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтрующих элементов (табл.); с₂ – коэффициент, учитывающий влияние концентрации на удельную нагрузку (рис.); с₃ – коэффициент, учитывающий влияние дисперсного состава пыли в газе (табл.);

с₄ – коэффициент, учитывающий влияние температуры газа (табл. 5); с₅ – коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки.

q= 2,6 1 1

Рис.5

Зависимость коэффициента с₂ от

концентрации пыли на входе в фильтр свх

Коэффициент с₅ при концентрации пыли в отходящих газах 30 мг/м3 рекомендуется принимать равным 1, а при 10 мг/м3 – 0,95.

Значения коэффициента c₁

Тип регенерации	С1
Импульсная продувка сжатым воздухом
Обратная продувка и одновременное встряхивание	0,75-0,85
Обратная продувка	0,55-0,75