Определение удельной газовой нагрузки для рукавных фильтров

 

q_Р = q_Н *С₁* С₂* С₃*С₄*С₅,

q_Н — нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, q_Н = 3,5 м³ /(м²*мин);

С₁ — коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтровальных элементов, С₁ =0,55 – для фильтров с импульсной продувкой;

С₂ — коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли на удельную газовую нагрузку (определяется по графику из справочника), С₂ =0,91;

С₃ — коэффициент, учитывающий влияние дисперсного актива пыли в газе (определяется по справочнику), С₃ =1,2;

С₄ — коэффициент, учитывающий влияние температуры газа (определяется по справочнику), С₄ =0,74;

С₅ — коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки, С₅ =0,95.

q_Р = 3,5*0,55*0,91*1,2*0,74*0,95= 1,48 м³ /(м²*мин).

 

Определение поверхности фильтрования

 

F_Ф = (Q_ОЧ + Q_ОП) /60 q_Р + F_Р,

где Q_ОЧ- объем газа, поступающего на очистку, Q_ОЧ =1200 м³/ч;

  Q_ОП - объем газа или воздуха, расходуемого на обратную продувку, Q_ОП=10 м³/ч;

F_Р - фильтрующая поверхность, отключаемая на регенерации в течение 1 ч.

Величина Fр не рассчитывается, т. к. дополнительная площадь фильтрующей поверхности, учитывающая регенерацию элементов, предусмотрена при расчете q_р и F'ф

 

Тогда F_Ф = (Q_ОЧ + Q_ОП) /60*q_Р =(1200+10)/60*1,48= 13,6 м².

 

По каталогу для приведенных условий выбираем фильтр с импульсной продувкой ФРКИ-30 с фактической поверхностью фильтрования 30 м².

Определение числа рукавов

n = F_Ф / F_Э,

где F_Э - площадь поверхности одного рукава,

F_Э = p × d_Э × l_Э,

d_Э – диаметр рукава, выбираем по каталогу - d_Э = 135 мм;

 l_Э – длина рукава, выбираем по каталогу - l_Э =2000 мм;

F_Э = 3,14*135*2000=847800 мм² = 0,85 м².

n =30/0,85= 35,3

Полученное значение n округляют в сторону увеличения с учетом компоновки элементов в корпусе фильтра секциями.

n = 36 рукава.

Гидравлическое сопротивление тканевых фильтров

Гидравлическое сопротивление тканевых фильтров P является суммой сопротивления фильтровальной ткани D P1 и сопротивления корпуса фильтра D P2:

D Р = D Р1 + D Р2,

Определим сопротивление фильтровальной ткани:

D Р1 = D Р'1 + D Р1'',

Где D P1' - постоянная величина, зависящая от типа ткани и ее толщины, Па;

D P"1 - переменная величина, зависящая от режима фильтрования, массы и свойств осевшей на ткань пыли, Па;

Определим величину D P'1.

D P'1 = Кф × m г × q_Р

Кф - коэффициент, характеризующий сопротивление фильтрующей перегородки (рукава), зависит от дисперсности пыли; Кф = 1,5*10⁹ м^-1,

m г - динамическая вязкость воздуха при рабочей температуре, Па × с, выбирается по номограмме; m г= 18,3*10^-6 Па,

q’р - удельная газовая нагрузка, м³/(м² × с), принимается из расчетов, выполненных по формуле:

q’р = q_Р /60 = 1,48/60 = 0,025 м³/(м² × с).

D P'1 = 1,5*10⁹ *18,3*10^-6 * 0,025= 686Па

Определим величину D Р1''

D P"1 = (m г × t × Свх × qр² Кпс) / (2d50² × r г),

где t - время рабочего цикла фильтрации (между циклами регенерации), с; t = 3600 / k; t = 3600 /12= 300с

Свх - концентрация пыли на входе в фильтр, Свх = 33 г/м³;

Кпс – коэффициент, характеризующий сопротивление пылевого слоя, Кпс= 2,76*10⁹;

d50 - медианный размер частиц пыли (м); d50= 102*10 ^-6м;

r г - плотность газа при рабочей температуре, кг/м³; r г=1,626 кг/м³

q’р - удельная газовая нагрузка, м³/(м² × с).

D P"1 = (18,3*10^-6 *300*33*10^-3*0,025² *2,76*10⁹)/(2*102*10 ^-12*1,626)=374Па

D Р1=686+374=1060 Па

Определение сопротивления корпуса фильтра D P2:

D Р2 = x × V _ВХ ² × r _Г /2

где x - коэффициент гидравлического сопротивления при наиболее рациональных концентрациях корпусов, x = 1,5 – 2, принимаем x =2

V _ВХ - скорость газа на входе в корпус, принимаем V _ВХ = 5м/с;

D Р2 = 2*5² *1,626/2= 40 Па

D Р = 1060 + 40,6=1100 Па.

 

Заключение

 

В процессе проведенных расчетов был выбран рукавный фильтр с импульсной продувкой ФРКИ-30.

Расчет фильтра сводился к определению суммарной площади поверхности фильтровального элемента, его гидравлического сопротивления и сопротивления корпуса фильтра.

Рукавные фильтры типа ФРКИ. фильтры типа ФРКИ — аппараты общепромышленного назначения. Они предназначены для улавливания пылей со средним диаметром частиц 2 мкм и более, не являющихся токсичными, пожаро- или взрывоопасными. Применяются в промышленности строительных материалов, черной и цветной металлургии, пищевой и химической промышленности.

В фильтре запыленный газ проходит через ткань закрытых снизу рукавов в направлении снаружи внутрь; чистый газ выходит через верхние открытые концы рукавов и удаляется из аппарата. Каждый рукав в фильтре натянут на жесткий каркас и закреплен на верхней решетке.

Регенерация осуществляется без отключения секций импульсами сжатого воздуха, поступающего внутрь рукавов сверху через отверстия в продувочных коллекторах

Преимущества установок газоочистки с рукавными фильтрами:

1. высокая степень пылеулавливания;

2. замена фильтровальных рукавов и элементов без прекращения эксплуатации;

3. пониженная чувствительность к эксплуатационным изменениям.

Использованная литература

 

1. Балашов В.Е. Оборудование предприятий по производству пива и безалкогольных напитков: Учебник для техникумов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 248с.

2. Дубальская Э.Н. Очистка отходящих газов – М.,1991

3. Назаров Н. И. Технология и оборудование пищевых производств – М.: Пищевая промышленность, 1977

4. Справочник по производству алкогольных и безалкогольных напитков/ Балашов В.Е., Балантер И.И., Беленький С.М. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 367с.

5. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общей редакцией Русанова А.А. – 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1983

6. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков: Учебник/ Г.А. Ермоаева, Р.А. Колчаева. – М.: ИРПО: Академия, 2000. – 416с.

7. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Учебное пособие в 3х томах – Калуга: Изд-во Бочкаревой, 2003