Навигация
4. Циклоны
4.1 Общая характеристика
Циклоны наиболее часто применяют в промышленности для осаждения твердых аэрозолей. Циклоны можно использовать для очистки газа при высоких температурах и давлениях. Они не имеют движущихся частей, что повышает надежность в эксплуатации. Принцип работы циклона основан на создании вращательного движения запыленного газа, в котором возникают центробежные силы, действующие на частицы пыли по направлению к стенкам циклона. Запыленный воздух поступает в циклон через патрубок 1, очищенный – удаляется через выхлопную трубу 7 и улитку 8. Газовый поток подается в цилиндрическую часть циклона 2 тангенциально, описывает спираль по направлению к дну конической части 3 и затем устремляется вверх через турбулизованное ядро потока у оси циклона на выход. Крупные пылевые частицы (более 100 мкм) под действием центробежных сил движутся у стенок корпуса, а мелкие частицы (менее 10 мкм) – на некотором расстоянии от стенок. Достигнув уровня прорезей в стенках корпуса, крупные пылевые частицы с частью воздуха удаляются из корпуса через отверстия 4 в пылесборник 5. Здесь происходит сепарация частиц, и они через патрубок 6 удаляются. Мелкие пылевые частицы продолжают движение в составе воздушного потока в корпусе циклона, а затем в пылесборнике. Мелкие частицы совместно с крупными покидают аппарат через пылевыпускной патрубок. Воздушный поток через выхлопную трубу выходит из аппарата.
Широкое использование циклонов объясняется простотой их конструкции, надежностью в эксплуатации, сравнительно небольшими материальными затратами на изготовление и эксплуатацию.
|
|
Наибольшее распространение в технике получили циклоны с изменением основного направления потока газа, называемые противоточными.
Вследствие интенсивного вращения газа в корпусе циклона статическое давление понижается от его периферии к центру. Такая же картина наблюдается и в пылесборном бункере. Отсюда следует, что герметичность бункера должна быть полностью обеспечена не только при установке циклона на всасывающей, но и на нагнетающей стороне вентилятора. Несоблюдение этого условия приводит к резкому снижению пылеотделения в циклоне и даже полному его нарушению.
Своеобразный смерч, образующийся в циклоне, пятой опирается в дно пылесборного бункера. При этом в центре смерча винтообразное движение газа направлено вверх. Нарушение вращательного движения газа в бункере неизбежно приводит к заметному снижению степени очистки. В частности, именно поэтому степень очистки в группе циклонов с общим бункером несколько ниже, чем в одиночном циклоне.
В отечественной пылеочистной технике применяются различные типы циклонов одного назначения. Причиной такого чрезмерного разнообразия является то обстоятельство, что разработкой этих устройств на протяжении десятилетий занималось множество организаций, не координировавших свою деятельность. Несмотря на большое число статей, посвященных результатам испытания циклонов, не представляется возможным сравнить их эффективность, в первую очередь из-за отсутствия сведений о дисперсном составе пыли и о методе дисперсного анализа. В то же время доказано, что результаты определения дисперсного состава пыли различными методами не совпадают, а способов их пересчета не существует.
4.2 Циклоны ЦН-15У
Циклоны ЦН–15У предназначены для сухой очистки газов от невзрывоопасной и неслипающейся пыли. Эти циклоны применяют для очистки воздуха в различных отраслях промышленности. При использовании циклонов для очистки газа или воздуха, содержащую абразивную пыль, рекомендуется предусматривать в местах, подвергающихся износу, приварку стальных дополнительных листов с наружной стороны. Циклоны устанавливают как на всасывающей, так и на нагнетательной стороне вентилятора. При абразивной пыли циклоны рекомендуется ставить перед вентилятором. Циклоны ЦН-15У отличаются от других циклонов ЦН меньшей высотой.
4.3 Расчет циклона
Исходные данные:
Вид пыли – дрожжевая (кормовые дрожжи).
1) количество очищаемого газа при рабочих условиях
Qр = 13800 м3/ч = 3,834 м3/с;
2) плотность газа при рабочих условиях ρг = 1,3 кг/м3;
3) динамическая вязкость газа при рабочей температуре μt = 22,2*10-6 Па·с;
4) дисперсный состав пыли, задаваемый двумя параметрами dm= 5мкм и lg σч = 0,352;
5) запыленность газа Свх = 23 г/м3;
6) плотность частиц ρч = 1340 кг/м3;
7) требуемая эффективность очистки газа η = 70 %.
Расчет циклонов производится методом последовательных приближений в следующем порядке (по «Справочнику по пыле- и золоулавливанию» под общ. ред. Русанова А.А.).
1. Задавшись типом циклона (ЦН-15У), по таблице 2.8 определяем оптимальную скорость газа в аппарате ωопт = 3,5 м/с.
2. Определяем необходимую площадь сечения циклона, м2:
3. Определяем диаметр циклона, задаваясь количеством циклонов N=2, м:
Диаметр циклона округляем до значения, указанного в таблице 2.2.
В данном случае D = 0,8м.
4. Вычисляем действительную скорость газа в циклоне, м/с:
Скорость газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%.
5. Принимаем по таблице 2.10 коэффициент гидравлического сопротивления, соответствующий данному циклону: 
.
К1 - поправочный коэффициент на диаметр циклона, определяемый по таблице 2.11:
К1 = 1;
К2 - поправочный коэффициент на запыленность газа, определяемый по таблице 2.12:
К2 = 0,92;
К3 - коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, определяемый по таблице 2.13:
К3 = 35
6. Определяем потери давления в циклоне, Па:
7. Приняв по таблице 2.8 два параметра, характеризующих эффективность выбранного типа циклона, определяем значение параметра d50 при рабочих условиях (диаметр циклона, скорость потока, плотность пыли, динамическая вязкость газа) по уравнению:
8. Определяем параметр Х по формуле:
9. Определяем по таблице 1.11 значение Ф(Х), представляющее собой полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях:
Ф (-0,21) = 0,4207
10. Фактическая степень очистки, %:
Для ориентировочных расчетов необходимо значение
используется следующая зависимость:
где индекс 1 – относится к расчетным, а индекс 2 – к требуемым значениям параметров циклона.
Для проектирования и построения циклоны необходимы размеры. Для получения размеров используем табл. 2.1 “Соотношение размеров (в долях внутреннего диаметра)”, мм:
Внутренний диаметр выхлопной трубы d - 472;
Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия d1 – 240;
Ширины входного патрубка в циклоне на входе (внутренний размер) b1 – 160;
Длина входного патрубка l – 480;
Диаметр средней линии циклона Dср – 640;
Высота установки фланца hфл – 80;
Угол наклона крышки и входного патрубка циклона α - 150;
Высота входного патрубка а – 528;
Высота выхлопной трубы hт – 1200;
Высота цилиндрической части циклона Hц – 1208;
Высота конуса циклона Hк – 1200;
Высота внешней части выхлопной трубы hв - 240;
Общая высота циклона H – 2648.
Заключение
За последние сто лет засорение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона мышьяка, около миллиона тонн кобальта. Еще более было выброшено пыли, сажи, копоти, оксидов азота, углерода и серы.
Надо иметь в виду то, что где бы на Земле ни происходили выбросы пыли, сажи, газов, поднимаясь в атмосферу и тропосферу, они распространяются затем по всей оболочке земного шара. Их влияние двояко и имеет глобальные последствия.
Поэтому во все более широких масштабах проводится строительство разного рода очистных сооружений, уменьшающих выбросы в атмосферу.
За 2004г доля выбросов пищевой промышленности составляет 1,5% от общего объема выбросов промышленных предприятий Республики Татарстан. Общее количество предприятий пищевой промышленности Республики Татарстан равна 2477 единиц, оснащенных газоочистными установками (ГОУ) - 1501. Благодаря введению на предприятиях республики ГОУ наблюдается снижение количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу: 8, 083 т/год – 2001г, 3,894 т/год – 2004г. Уловлено и обезврежено вредных веществ 61%. Поэтому для очистки отходящих газов цеха по производству дрожжей было решено внедрить циклон. Для этих целей по исходным данным подобрала тип циклона (ЦН – 15У), рассчитала его основные характеристики и фактическую степень очистки, которая составила 71,05%.
Использованная литература
1. Андреев А.Г. Технология производства кормов – М., 1992
2. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистка промышленных газов.
3. Назаров Н.И. Технология и оборудование пищевых производств – М.: Пищевая промышленность, 1977
4. Новаковская С.С., Шишацкий Ю.И. Справочник по производству хлебопекарных дрожжей – М.: Пищевая промышленность, 1980
5. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общей редакцией Русанова А.А. – 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1983
6. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Учебное пособие в 3х томах – Калуга: Изд-во Бочкаревой, 2003
Похожие работы
... общества, техники и природы. Экологически современные производства, решающие задачи рационального использования и воспроизводства природных ресурсов, - будущее всех промышленных комплексов. Целью данной курсовой работы является расчет и проектирование циклона для очистки от зерновой пыли в технологии производства дрожжей. Для очистки воздуха от пыли я выбрал аппарат Циклон-ЦН15У, так как он ...
... и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой: гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—уксусный альдегид—этиловый спирт. В основе производства этилового спирта из клубней картофеля лежат два биохимических процесса: ü гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся сахаров в спирт ...
... сопровождается выщелачиванием золы, и она, представляя из себя инертный материал, может быть использована в дорожных работах. 2. ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЛЕСА. 2.1. Критерии эффективности. Критерии эффективности переработки леса рассмотрим для нового направления лесного комплекса – использования вторичных ресурсов. Комплексная оценка эффективности мероприятий, связанных с ...
... снабжена системой утилизации тепла и очистки дымовых газов от аэрозоля и тумана из жидких нефтепродуктов и смол. Стоимость сжигания - 30-50 долларов США за одну тонну. Для обезвреживания твердых промышленных и бытовых отходов используют вращающиеся печи, позволяющие организовать перемешивание отходов. Вращающаяся печь представляет собой цилиндрическую конструкцию, стенки которой облицованы ...
0 комментариев