Расчет циклона

     5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).

     6. Выбросы предприятиями различных  газов.

     7. Сжигание топлива в факельных  печах, в результате чего образуется  самый массовый загрязнитель – монооксид углерода.

     8. Сжигание топлива в котлах  и двигателях транспортных средств,  сопровождающееся образованием  оксидов азота, которые вызывают  смог.

     9. Вентиляционные выбросы (шахтные  стволы).

     10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м3. В больших количествах озон является высокотоксичным газом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОЧИСТКА ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ 

     Газоочистные и пылеулавливающие установки разделяют на технологические и санитарные. Установки технологической очистки – это сооружения и аппараты, включенные в технологический процесс и исключающие газовые выбросы в атмосферу. Установки санитарной очистки – это сооружения и аппараты, препятствующие вредным технологическим и вентиляционным выбросам, а также служащие для возврата сырья.

     В основе многих технологических методов  очистки газов лежат процессы взаимодействия газов с жидкими или твердыми поглотителями, а также процессы химического превращения ядовитых примесей в нетоксичные соединения при высоких температурах или в присутствии катализаторов. В связи с этим наибольшее распространение при очистке газов получили абсобционные, адсокционные и каталитические методы.

     Каталитический  метод восстановления окислов азота  применяют в нескольких системах получения азотной кислоты при давлении 3,5х205 Па. В схемах используют отечественные марки катализаторов на основе палладированной окиси алюминия.

     Среди методов очистки промышленных выбросов от сернистого ангидрида следует назвать следующие: 

• аммиачные методы, позволяющие одновременно с  очисткой газов от SO2 получать сульфит и бисульфит аммония, которые используются как товарне продукты либо разлагаются кислотой с образованием высококонцентрированной SO2 и соответствующей соли;
• методы нейтрализации сернистого ангидрида, позволяющие одновременно получать сульфиты и сульфаты, что обеспечивает высокую степень очистки газов, но получаемые продукты имеют ограниченный спрос в народном хозяйстве;
• каталитические методы, основанные на окислении сернистого ангидрида в присутствии катализаторов с получением разбавленной серной кислоты.

 

   Тот или иной метод очистки от сернистого ангидрида должен быть выбран с учетом местных условий, наличия поглотителей и потребности в получаемых продуктах.

   В зависимости от природы сил, используемых в пылеулавливающих аппаратах для отделения частиц пыли от газового потока, их подразделяют на четыре основне группы: 

• пылеосадительные камеры и циклоны;
• аппараты мокрой очистки газов;
• пористые фильтры;
• электрические фильтры.

   Из  инерционных аппаратов центробежного  типа наибольшее распространение получили циклоны. В отечественной практике применяются различные циклоны. При очистке большого количества газов для достижения высокой степени улавливания пыли устанавливают группу циклонов относительно небольшого диаметра – так называемые батарейные циклоны, состоящие из большого числа паралельно установленных циклонных элементов, объединенных в одном корпусе и имеющих общий коллектор для подвода, отвода газов и общий бункер для сбора пыли.

   Батарейные  циклоны можно устанавливать  только в тех случаях, корда улавливаемая пыль обладает достаточной сыпучестью и не смачивается. В противном случае элементы циклона забиваются, и работа его затрудняется.

   Одним из простых и эффективных способов очистки промышленных газов от взвешенных частиц является мокрый способ, получивший в последние годы значительное распространение в отечественной промышленности и за рубежом.

   Отдельные виды таких аппаратов, например, турбулентные газопромыватели, когут быть применены для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм. По степени очистки они могут быть не только успешно конкурировать с такими высокоэффективными пылеуловителями, как рукавные фильтры, но и использоваться в тех случаях, когда рукавные фильтры нельзя применять из-за высокой температуры, повышенной влажности или взрывоопасности очищаемых газов.

   В аппаратах мокрой очистки газов одновременно со взвешенными частицами улавливаются паро- и газокомпоненты.

   К недостаткам мокрой очистки можно  отнести необходимость обработки образующихся сточных вод и защиты аппаратов от коррозии при обработке агрессивных сред, а также повышенный брызгоунос. Однако, несмотря на эти

недостатки, мокрые газоочистные аппараты с успехом  применяют в химической промышленности и в газоочистных системах для одновременного охлаждения и увлажнения газов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ЦИКЛОНЫ ТИПА ЦН - 15 

     Циклоны ЦН-15 являются наиболее универсальными и распространёнными аппаратами газоочистки, широко применяемыми для отделения пыли от газов и воздуха (в том числе и аспирационного) в самых различных отраслях промышленности; в чёрной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике, деревообработке. Циклоны ЦН-15 применяются при следующих технологических процессах: сушка, обжиг, агломерация, сжигании топлива и т.д.

     Циклонные аппараты вследствие дешевизны и  простоты устройства и эксплуатации, относительно небольшого сопротивления и высокой производительности являются наиболее распространенным типом механического пылеуловителя. Циклонные пылеуловители имеют следующие преимущества перед другими аппаратами: отсутствие движущихся частей; надежная работа при температуре до 500 °С без конструктивных изменений; пыль улавливается в сухом виде; возможность улавливания абразивных пылей, для чего активные поверхности циклонов покрываются специальными материалами; возможность работы циклонов при высоких давлениях; стабильная величина гидравлического сопротивления; простота изготовления и возможность ремонта; повышение концентрации пыли не приводит к снижению фракционной эффективности аппарата. К недостаткам можно отнести высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 1250—1500 Па, и низкую эффективность при улавливании частиц размером <5 мкм.

     Работа  циклона основана на использовании  центробежных сил, возникающих при  вращении газопылевого потока внутри корпуса аппарата. Вращение достигается  путем тангенциального ввода потока в циклон. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока Чистый газ, продолжая вращаться, совершает поворот на 180° и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу (рис. 1). Частицы пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона. Ввиду того что решающим фактором, обусловливающим движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны можно располагать наклонно и даже горизонтально. На практике из-за компоновочных решений, а также для размещения пылетранспортных систем циклоны, как правило, устанавливают в вертикальном положении.

     При движении во вращающемся криволинейном  потоке газа частица пыли находится  под действием силы тяжести, центробежной силы и силы сопротивления. Масса  частицы обычно настолько мала, что  ею пренебрегают, поэтому скорость частиц в циклоне без большой ошибки можно принять равной скорости вращения газопылевого потока.  
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 

     Область циклонного процесса, или зона улавливания  пыли, расположена между концом выхлопной  трубы и пылеотводящим отверстием циклона. Часть этой зоны занимает конусный патрубок, в нем оканчивается циклонный  вихрь. В цилиндрическом циклоне (без  конусного патрубка) циклонный вихрь опирается на пылевой слой в бункере аппарата. При этом частицы вторично уносятся из бункера, т. е. происходит явление, аналогичное действию атмосферных вихрей на предметы, находящиеся на поверхности земли. Вторичный унос частиц возникает и тогда, когда выбран чрезмерно большой угол конусности нижнего патрубка циклона.

     Бункер  участвует в аэродинамике циклонного процесса, поэтому использование  циклонов без бункера или с  уменьшенным по сравнению с рекомендуемыми размерами бункером снижает к. п. д. аппаратов. Существенное влияние на циклонный процесс оказывает турбулентность, которая во многом определяет степень очистки. Поток, поступающий в выхлопную трубу, продолжает интенсивно вращаться. З΀?тухание этого вращательного движения, связанное с невосполнимыми потерями энергии, происходит сравнительно медленно.

     Для устранения вращательного движения на выходе из циклона и уменьшения гидравлических потерь иногда применяют  специальные устройства, например раскручиватели. Однако практический опыт показывает, что эти устройства снижают эффективность циклонов при улавливании мелкодисперсной пыли.

     Хотя  первые циклоны появились в промышленности более 100 лет назад, работы по улучшению  их конструкции и повышению эффективности  продолжаются.

     Применение  циклонов типа ЦН-15 недопустимо в условиях токсичных или взрывоопасных сред; их также не рекомендуется использовать для улавливания сильно слипающихся пылей.

     При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны  обеспечивают очистку газов эффективностью 85-98% от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны рекомендуется использовать перед высокоэффективными аппаратами газоочистки (фильтры, электрофильтры). В ряде случаев достигаемая эффективность циклонов оказывается достаточной для выброса газов или воздуха в атмосферу.

     Для увеличения срока службы циклонов, подвергающихся абразивному износу,  в местах наибольшего износа (в  нижней части конуса, во входной  части улитки) рекомендуется наносить специальное антиабразивное покрытие.

     Исходя  из компоновочных соображений групповые циклоны изготовляют с камерой очищенного газа в виде улитки (вентилятор устанавливается после циклона), или в виде сборника (вентилятор устанавливается перед циклоном).

     При работе циклонов должна быть обеспечена непрерывная выгрузка пыли. Уровень пыли в бункере не должен подыматься выше 0,5 диаметра циклона от крышки бункера.

     В обычных условиях оптимальной скоростью  воздуха в цилиндрической части  бункера является 4 м/сек, скорость 2,5 м/сек рекомендуется принимать  при работе с абразивной пылью. 

     Условное обозначение типоразмера одиночного и группового циклона: 

ЦН - циклон конструкции НИИОгаза

15 - угол наклона входного патрубка относительно горизонтали(град.)

П, Л - "правое" ("левое") вращение газа в улитке

число после тире - внутренний диаметр цилиндрической части циклона (мм.)

следующая цифра - количество циклонов в группе

У - с камерой очищенного газа в виде "улитки"

С - с камерой очищенного газа в виде сборника

П - пирамидальный бункер 

Техническая характеристика циклонов типа ЦН - 15 

допустимая  запылённость газа, г/м3 -

для слабослипающихся пылей ...................................не более 1200

для среднеслипающихся  пылей...................................................250

температура очищаемого газа, 0С.................................не более 400

максимальное  давление (разряжение), кгс/м3............................500

коэффициент гидравлического сопротивления:

для одиночных  циклонов............................................................147

для групповых  циклонов:

с "улиткой"....................................................................................175