Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил

Принцип очистки газов под действием инерционных сил заложен в конструкции отстойного газохода.

Отстойный газоход (Рис.2.70.) предназначен для разделения крупнодисперсных пылей. Перегородки служат для завихрения газового потока. Возникающие при этом инерционные силы способствуют интенсивному осаждению взвешенных твердых частиц. Осевшая пыль выгружается из сборников 2 по мере накопления с помощью шиберов. Такие отстойники часто выполняются в системе газоходов.

Инерционные пылеуловители отличаются простотой устройства, компактностью. Степень очистки в них выше, чем в пыле-осадительных камерах, и составляет примерно 60 %. В инерционных пылеуловителях улавливаются частицы размером более 25 мкм.

Рис.2.70. Отстойный газоход:

1 — отбойные перегородки; 2 — сборники пыли; 3 — шиберы

Наиболее распространенным методом очистки газа от взвешенных твердых частиц является центробежное пылеулавливание в циклонах.

Циклон (Рис.2.71.)представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с конусным дном. Запыленный газ вводится через патрубок тангенциально с большой скоростью (15 -20 м/с), при этом его поступательное движение превращается во вращательное. Под действием центробежной силы более тяжелые частицы отбрасываются к периферии цилиндра, и затем скользят вдоль его стенок вниз, опускаются в коническую часть циклона и выводятся через нижний патрубок. Поток газа совершает несколько оборотов, по мере движения в нижнюю часть цилиндра, а затем по центральной трубе выводится вверх через штуцер. При этом может захватываться некоторое количество газа, не полностью освобожденного от пыли. Степень очистки газа в циклонах зависит от соотношения его размеров. С ростом линейной скорости газа на входе в циклон степень очистки сначала возрастает, а затем становится практически постоянной. Обычно линейная скорость на входе не превышает 20 м/с, т.к. при более высоких значениях резко возрастает перепад давления в циклоне (пропорционально квадрату скорости) и усиливается износ входного патрубка и корпуса.

На степень очистки газа значительно влияет фракционный состав пыли. Степень улавливания частиц размером меньше 20 мкм относительно невелика, а для больших размеров она не превышает 90%. В среднем степень очистки в циклонах колеблется от 70 до 90% при размерах частиц более 10 мкм.

Диаметр и количество циклонов подбираются по условной скорости газа в его свободном сечении

, м/сек,

где V - объем газового потока, м³/сек; - сечение циклона, м²; D – внутренний диаметр циклона.

Перепад давления в циклоне условно определяется как местное сопротивление:

, Н/м² , (2-111)

где x - общий коэффициент сопротивления; g_г=r_г×g - удельный вес газа, Н/м³; r_г - плотность газа, кг/м³.

Можно также задаться перепадом давления и найти допустимую скорость в циклоне:

, м/сек, (2-112)

после чего определить его сечение и диаметр:

, м² .

Рекомендуемые значения перепада давления в циклонах составляют:

м.

Для очистки газа от пыли применяются также рукавные фильтры, обычно устанавливаемые после циклонов. Они представляют собой рукава или мешки, подвешенные внутри корпуса. Газовый поток вводится по патрубку и распределяется по фильтрующим элементам - рукавам. Пыль осаждается на внутренней поверхности и в порах ткани, а газ проходит наружу и выводится из устройства. С увеличением толщины слоя пыли сопротивление ткани возрастает. Рукава периодически встряхиваются специальным устройством, в результате пыль собирается в нижнем бункере и удаляется из аппарата.