Оценка эффективности работы пылеуловителей

Основы классификации газоочистных аппаратов

Наличие большого числа газоочистных аппаратов, весьма отличающихся друг от друга как по конструкции, так и по принципу действия, затрудняет точную их классификацию. По способу очистки существующие пылеуловители делят на группы сухой, мокрой и электрической очистки.

Для сепарации частиц пыли из газового потока в сухих аппаратах используют принципы инерции или фильтрования. В мокрых аппаратах это достигается промывкой запыленного газа жидкостью или осаждением частиц пыли на жидкостную пленку. В электрофильтрах осаждение происходит в результате сообщения частицам пыли электрического заряда. Вредные газообразные компоненты улавливают в аппаратах сорбционного типа.

В основу классификации газоочистных аппаратов, наиболее часто встречающихся на металлургических предприятиях, может быть положена схема, представленная на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Классификация пылеулавливающих аппаратов

Оценка эффективности работы пылеуловителей

Работа пылеуловителей характеризуется степенью очистки h, под которой понимают отношение количества уловленной пыли DM к количеству пыли, поступающей в пылеуловитель М₁:

, (1.1)

где М₂ — масса пыли, выходящей из пылеуловителя.

Величина, дополняющая степень очистки пылеуловителя до единицы, получила название степени проскока x|:

x = 1 - h, (1.2)

Чаще всего эффективность сухого пылеуловителя определяют на основании замера концентрации пыли в газе до пылеуловителя z₁ и после него z₂.

(1.3)

где V₁ и V₂ — расходы газа соответственно на входе в сухой пылеуловитель и выходе из него, отличающиеся на величину присоса воздуха в пылеуловитель.

Как следует из выражения (1.3), абсолютные значения рас­ходов газа V₁ и V₂ находить не обязательно, достаточно знать их отношение V₂/V₁, которое можно определить по изменению концентрации какого-либо газообразного компонента, не вступающего в пределах пылеуловителя в реакции, например SO₂. Заменяя отношение объемов обратным ему отношением концентраций SO₂, получим

, (1.4)

Известно, что эффективность очистки для частиц пыли различных размеров неодинакова. В большинстве случаев лучше улавливается более крупная пыль. Например, кривые парциальных степеней очистки циклонов, построенные в вероятностно-логарифмических координатах для условий, при которых проводилось испытание, имеют вид, показанный на рис. 1.2. Под фракционной степенью очистки понимают массовую долю данной фракции, осаждаемую в пылеулавливающем аппарате. Фракционная степень очистки может быть найдена по рис. 1.2 как среднее значение парциальных степеней очистки частиц пыли, входящих в данную фракцию.

Рис. 1.2. Кривая парциальных степеней очистки в циклонах конструкции НИИОгаза при D_ц=300 мм; r_п = 2670 кг/м³; d₅₀ = 13 мкм; m = 18,1•10^-6 Па·с; w = 3,5 м/с (циклоны типа ЦН); w = 2 м/с (циклоны типа СДК-ЦН-33); w = 1,75 м/с (циклоны типа СК-ЦН-34)

Зная фракционный состав пыли и фракционные степени очистки газа в пылеулавливающем аппарате (приведенные к условиям его работы), можно определить общую степень очистки газа в аппарате из выражения

. (1.5)

Степень очистки в значительной степени зависит от свойств пыли и параметров газового потока.

При последовательном соединении нескольких пылеулавливающих аппаратов степени проскока через первый, второй и третий аппараты будут соответственно равны:

М₂/М₁=1-h₁; М₃/М₂=1-h₂; М₄/М₃=1-h₃, (1.6)

Следовательно, общая степень очистки в трех последовательно включенных аппаратах будет равна:

h = 1- М₄/М₁ = 1- (1-h₁)(1-h₂)(1-h₃), (1.7)

В этом случае следует учитывать изменение фракционного состава пыли при переходе из аппарата в аппарат, что можно сделать по формуле

Ф_1вых = Ф_2вх = Ф_1вх(1-h'_ф )/(1-h₁), (1.8)

где Ф_1вх и Ф_1вых - содержание данной фракции на входе в первый аппарат и на выходе из него, %;

h'_ф - фракционная степень очистки от данной фракции в первом аппарате;

h₁- общая степень очистки в первом аппарате.

Остаточную запыленность газа легко найти по начальной запыленности и степени проскока:

z₂=xz₁(V₁/V₂). (1.9)

Зная z₂, можно определить количество выбрасываемой пыли в атмосферу, которое является исходной величиной для расчета приземных концентраций пыли и потерь металла.

Контрольные вопросы

1. На какие группы делят газоочистные аппараты?

2. Какой принцип действия положен в основу работы каждой группы?

3. Чем различаются парциальная, фракционная и полная степень очистки?

4. Как определяют общую степень очистки при работе нескольких последовательно включенных аппаратов?

Глава 2