Методические указания по расчету тканевых фильтров

5.1 Общие положения

В промышленности наибольшее применение получили рукавные фильтры. Обычно с комбинированной регенерацией материала.
Зернистые фильтры находят ограниченное применение в основном в цементной промышленности. Их недостаток- высокое гидравлическое сопротивление и сложности  регенерации.
Стоимость очистки в фильтрах разной конструкции меняется в различных пределах. Очистка в рукавных фильтрах оценивается в 19-43 руб/1000 м3, зернистые фильтры 25-40 руб.  Электрофильтрация обходится в 70-150 руб, а очистка мокрыми пылеуловителями в 50-150 руб /1000 м3.
Таким образом, рукавные и зернистые фильтры наиболее эффективны по улавливанию тонкой пыли и по технико-экономическим показателям.
Ниже приводятся характеристики ряда рукавных и зернистых фильтров.

Таблица 5.1 – Фильтры типа УРФМ с регенерацией обратной продувкой и встряхиванием

Примечание: диаметр рукавов 220 мм, высота 4.063 м, ткань-нитрон (130оС)

Таблица 5.2 – Нормальный ряд фильтров ФРО (фильтры рукавные с обра-тной продувкой

Примечание: ткань-лавсан (130оС) или стеклоткань (220оС)

Таблица 5.3- Технические характеристики насыпных фильтров с обратной продувкой и вибрацией

Фильтры рассмотренных типов имеют достаточно хорошую эффективность. Степень очистки достигает 99,5%, в том числе для мелкодисперсных (<3 мкм) пылей. Для зернистых фильтров концентрации на входе могут достигать 100 г/м3. Их производительность  до 20-25 м3/м2·мин.
     

                                                     5.2 Порядок расчета

Необходимая поверхность фильтра определяется исходя из газовой нагрузки:
qф=qнС1С2С3С4С5                                (5.1)

где qн - константа газовой нагрузки для различных видов пылей; С1-коэффициент, учитывающий способ регенерации; С2-коэффициент, учитывающий начальную запыленность газов z,г/м3, который определяется по таблице 5.1; С3-коэффициент, учитывающий среднемедианный диаметр пыли dm; С4-коэффициент, учитывающий температуру газа Тг; С5- коэффициент, учитывающий требования к уровню очистки. Все величины, кроме С2 определяются по таблице 5.2.
Таблица 5.1 – зависимость коэффициента С2 от запыленности газа

Таблица 5.2-Значения констант для определения необходимой     поверхности фильтра

Скорость фильтрации через ткань , которая является эквивалентом газовой нагрузки определяется по  формуле:
                                            (5.1)
       Полное гидравлическое сопротивление фильтра определяется по формуле:
                                              (5.2)
где  -Δр  полное гидравлическое сопротивление корпуса аппарата и фильтра;  Δрк- потеря давления при прохождении очищаемого газа через  корпус аппарата , Па; Δрф- гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки, Па.
         Потеря давления при прохождении очищаемого газа через  корпус аппарата определяется по формуле:
                                              (5.3)
           где ξ –коэффициент аэродинамического сопротивления корпуса аппарата (без фильтровального слоя).
           Гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки складывается из постоянной составляющей Δр1 – сопротивления фильтровальной перегородки с учетом пыли, оставшейся после регенерации, и переменной составляющей и  Δр2 – сопротивления . накапливающегося на перегородке за счет осевшей на ней пыли,
                                          (5.4)
                                             (5.5)
где  А – коэффициент, м-1; µ - коэффициент динамической вязкости газа,Па·с.
         Исходя из оптимальных условий работы фильтра величина Δр2 может приниматься равной 600-800 Па для пыли со средне медианным диаметром dm < 20 мкм и 250-350 Па при dm > 20мкм.
         Необходимая продолжительность периода фильтрации между регенерациями определяется по формуле:
                                                        (5.6)

где В – коэффициент, м/кг; z – начальная запыленность газов, кг/м3.
        Фактическая вязкость газа вычисляется по формуле:
                                   (5.7)

Где С-константа Сюзерленда (для воздуха С=124); t –температура газа,оС.

             Определяют значения коэффициентов по формулам:
                     (5.8)

                         (5.9)

где εп и εтк – пористость слоя пыли и ткани соответственно, доли единиц; h0 – удельное сопротивление ткани, отнесенное к толщине 1м при скорости 1 м/с, Па;ρч -плотность частиц пыли, кг/м3; -среднемедианный диаметр частиц пыли, м; для определения величин  εтк и hо можно воспользоваться табл.5.2 или справочной литературой.

         Таблица 5.2-некоторые свойства фильтровальных материалов

         Пористость слоя пыли приближенно определяется выражением:
(5.10)
         Для выбора аппарата определяется площадь поверхности фильтрации по формуле:
                                     (5.11)
где Vг–заданый расход газа, идущего на фильтрование,м3/ч;Vр -предварительно рассчитанная величина расхода воздуха на регенерацию, м3/ч, определяемая при допущении, что скорость обратной продувки равна скорости фильтрования. определяемой по формуле:
(5.12)
Где tp – время отключения секции на обратную продувку(принимается в преде-лах 15-20 с); np – количество регенераций в течение 1 часа.
          Выбор фильтра производится по каталогу в соответствии с принятыми условиями фильтрации (тип ткани, способ регенерации) с запасом 10-15% по площади фильтрации. Затем уточняются параметры фильтра.
         Площадь поверхности фильтрации, отключаемая на регенерацию в тече-ние 1 ч:
(5.13)

где Nc–число секций выбранного аппарата; Fc-площадь фильтрования одной секции,м2.
        Уточняется расход воздуха, подаваемого на обратную продувку в течение часа
(5.14)

где ωбор-скорость обратной продувки,
(5.15)

где kp-коэффициент регенерируемости тканей,  kp =1,6-2.0 м/мин.
Окончательная площадь фильтрации должна быть равна или близка к площади фильтрации выбранного аппарата,
(5.17)

           Находится уточненная газовая нагрузка:     
                                                                 (5.18)

которая  должна быть близка к расчетной.
Продолжительность периода фильтрования между двумя регенерациями всегда должна быть больше суммарной продолжительности регенерации остальных секций:
tф>(Nc-1)tp(5.19)

5.3 Пример расчета

        Рассчитать и выбрать фильтровальный агрегат  УРФМ для следующих ус-ловий:
- объем очищаемого газа =34000м3/ч  при нормальных условиях, температура газа =150оС, газовая фаза по составу сходна с воздухом, подсос воздуха с температурой для охлаждения газа до допустимой по применению нитрона tг=130оC 
- пыль-летучая зола со среднемедианным диаметром dm=1 мкм,
- плотность материала пыли ρч=2900кг/м3,
- начальная запыленность при нормальных условиях zо=15.2 г/м3,
 -марка ткани фильтра - нитрон;
-регенерация обратная продувка со встряхиванием;
      
        Решение
1) Полный объем очищаемого газа с учетом подсоса воздуха. Необходимого для создания допустимой температуры для ткани нитрон:

2) Полный объем очищаемого газа с учетом подсоса воздуха при нормальных условиях:

3) Расход газа идущего на фильтрацию при рабочих условиях:

4) Начальная запыленность газа перед фильтром при рабочих условиях:
=8.24   г/м3
5) Допустимая газовая нагрузка по формуле 5.1:
qф=1,7·0.8·0.71·0.95 = 0.771м3/(м2·мин)
6) Гидравлическое сопротивление корпуса аппарата при принятом коэффициенте гидравлического сопротивления корпуса ξ=2 и скорости на входе ωвх = 8 м/с по формуле (3.9):
Δрк=2·82·0.833 / 2=53.3 Па
7) Коэффициент динамической вязкости газа при рабочих условиях (коэффициент динамической вязкости при нормальных условиях =17,5·10-6 Па·с и константа Сюзерленда С =124) по формуле (5.7):

8) Пористость слоя пыли по формуле 5.9
εп=1-79(1·10-6)0.47=0.880
9) Удельное гидравлическое сопротивление нитрона по табл. 5.2  ho=0,83·105 
10) Пористость нитрона по табл. 5.2 εтк=0,830
11) Скорость фильтрации по формуле 5.1:
ωф=0,771/60=0,0129 м/с
12) Коэффициент А по формуле (5.8):

Коэффициент В по формуле (5.9):

13) Постоянное гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки с учетом пыли, оставшейся на ней после регенерации по формуле (5.5):
                           Δр1=4.87·108·24,5·10-6·1.29·10-2=154 Па

14) Гидравлическое сопротивление накапливающегося на фильтре слоя перед регенерацией из условий его устойчивости Δр2=700 Па (для мелкой пыли с dm<20мкм).
5) Общее гидравлическое сопротивление аппарата по формулам 5.2:
                          Δр=53.3+154+700=907 Па

15) Продолжительность периода фильтрации между двумя регенерациями по формуле (5.6):

16) Суммарное время регенерации:
(Nc-1)tp= (14-1)30=390 c,

что меньше продолжительности времени фильтрования tф=420 с.
17) Фактическая удельная газовая нагрузка по формуле (5.18)
:

      Так как полученные данные выполнены при соблюдении всех условий, фильтр марки УРФМ-III выбран правильно.

5.4 Задание на расчет

Расчитать и выбрать фильтровальный агрегат для следующих условий:
-объем очищаемого газа Vго!, норм. м3/ч;
--температура газа tг! ,оС;
-газовая фаза по составу сходна с воздухом,
- пыль летучая зола со среднемедианным диаметром dm=1 мкм;
- плотность материала пыли ρч=2900кг/м3 ;
- начальная запыленность при нормальных условиях zо, г/м3.
        Расчет провести в соответствии с вариантом. Номер варианта определяется последней цифрой номера зачетной книжки студента. Недостающие данные для расчета приведены в таблице 5.3.

        Таблица 5.3 –Варианты заданий

Похожие материалы

Акушерство. Методические рекомендации кафедры

Скачать

402329

1

0

... осложнения для матери и новорожденного возникают при несоблюдении условий и техники выполнения операции.   ЛИТЕРАТУРА: ОСНОВНАЯ: 1.   Аномалии родовой деятельности. Методические рекомендации. М., 1990. 2.   Бодяжина В.И., Жмакин К.Н. Акушерство., М., Медицина, 1995. 3.   И.В. Дуда. Нарушения сократительной деятельности матки. М., 1989. 4.   Малиновский М.Р. Оперативное акушерство. 3е изд ...

Проект термического отделения высокотемпературного отжига анизотропной электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Годовая программа 150 тысяч тонн

Скачать

188739

34

14

... Фк = 365 × 24 = 8760 ч Номинальный фонд времени – это количество часов в году в соответствии с режимом работы без учета потерь. Так как термическое отделение высокотемпературного отжига анизотропной электротехнической стали работает непрерывно, то номинальный фонд равен полному календарному, то есть Фн = Фк = 8760 ч. Действительный фонд времени равен тому времени, которое может быть ...

Шпаргалки к экзамену по ОБЖ (Брянск)

Скачать

481815

2

0

... комиссии с участием представителя госнадзора и им выдаются удостоверения.  Повышение рабочими уровня знаний по безопасности труда осуществляется на курсах повышения квалификации, ее сдачей экзаменов. 136. Виды инструктажа, регистрация инструктажа.  Инструктаж работающих подразделяется на:  1. вводный  2. первичный на рабочем месте  3. повторный  4. внеплановый  5. целевой  Все ...

Теория безопасности жизнедеятельности

Скачать

297514

1

0

... механических факторов. Классификация) средства коллективной защиты разделяются на устройства: оградительные, предохранительные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления и знаки безопасности. 267. Оградительные устройства. Оградительные устройства подразделяются: по конструкции на: кожухи, дверцы, козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу ...