Очистка газов в циклонах. Мультициклон. Гидроциклон.

Распр-ми аппаратами для центробежного разделения газовых суспензий явл-ся циклоны.

В нефтепер-ке циклоны прим. на уст. кат. и терм. крекинга, при пр-ве техн-го углерода, сушке

тв. материалов в потоке нагретых газов. Запыленный газ поступает со скоростью 15+25 м/с

в цилиндроконический корпус циклона по тангенциальному патрубку, расп-му под углом,

и вращается в кольцевой щели между корпусом и центральной выхлопной трубой. На частицы

пыли или капельки ж-ти действует центробежная сила, и они движутся к стенке корпуса.

Достигнув стенки, пыль скользит по ней вниз в бункер, а газ, совершив несколько о

боротов, поворачивает вверх и уходит по центральной трубе. Внутри циклона возникают

два вращательных потока - нисходящий на периферии и восходящий в центральной части.

Для преобразования вращательного движения очищенного газа в прямолинейное в верхней

части циклона установлена камера очищ-го газа в форме "улитки". С ростом скорости газа степень

его очистки в циклонах сначала резко повышается, а затем почти перестает расти и в ряде

случаев даже неск-ко снижается (пунктирная линия) вследствие интенсивного вихреобразования

и уноса осажденной пыли. ΔP в циклоне увел-ся проп-но квадрату скорости газа.

Коэф-т степени очистки η - отношение кол-ва пыли, уловленной в циклоне, G_УЛ к кол-ву

пыли, поступившей в это же время в циклон, G_НАЧ:

Степень очистки газа в циклонах может составлять 65+95 % и выше; конкретное ее значение

зависит от фракционного состава пыли. Для оценки работы циклона исп-ют также

коэф-т фракционной степени очистки η_ФР. Он представляет собой отношение кол-ва

уловленной пыли данной фракции к кол-ву пыли той же фракции, поступившей в циклон

за то же время

Общая степень очистки газа может быть подсчитана по данным фракционном составе пыли в газе и

по фракционной степени очистки: , где

N — число фракций пыли; η_ФР1, η_ФР2… коэф-ты фракционной степени очистки газа в данном

циклоне, %; Ф₁, Ф₂ — относительные количества пыли данных фракций (процентное содержание

по отношению к общему количеству пыли).

В ряде случаев эф-ть очистки повышают путем уменьшения диаметра циклона до 100*250 мм, но тогда требуется параллельная работа десятков циклонов, так как пропускная спос-ть каждого отдельного циклона невелика. В этом случае трудно объединить в параллельную группу десятки циклонов описанной выше формы. В промышленной практике для этих целей используется особая конструкция центробежных пылеуловителей — батарейные циклоны или мультициклоны.

Батарейный циклон - прямоугольная или цилиндрическая камера с бункером для пыли.

На рис. батарейный циклон, сост. из параллельно

работающих циклонных элементов 2, смонтированных в

общем корпусе 1 и закрепленных в двух трубных решетках 3 и

4. Каждый циклон оснащен закручивающим устройством в

форме винтовой ленты 5 или лопастной розетки 6. Запыленный

газ поступает в среднюю часть камеры и входит во все

корпусы циклонов, параллельно, получая вращение

благодаря винтовым лопастям. В одной общей камере

можно поместить примерно до 100—120 циклонных элементов.

Гидроциклоны. Циклоны, предназначенные для разделения

жидких неоднородных с-м, наз-ют гидроциклонами. Они прим-ся

для осветления ж-тей или обогащениясуспензий, а также

для разделения тв. частиц с различными размерами зерен. Гидроциклоны представляют

собой цилиндроконический корпусс центральной выхлопной трубой, снабженной

сверху тангенциально расположенным патрубком для ввода суспензии, и принципиально

не отличаются от обычных циклонов. Недостатки циклонов: большое гидравлическое

сопротивление, невысокую степень улавливания частиц размером менее 10 мкм, истирание

корпуса аппарата частицами пыли и чув-ть к колебаниям нагрузки по газу.

 

42. Основные характеристики псевдоожиженного слоя.

Рис. XVIII-2. Зависимость перепада давления в слое

От скорости потока.

Для плотного и взвешенного слоев характерна

зависимость между скоростью ожижающего потока

и гидравлическим сопротивлением слоя. Левая

часть графика, представленная линиями ОА и

ОВ, соответствует движению ожижающего агента

через неподвижный слой, когда с увеличением

скорости потока сопротивление слоя растет. В точке

В сопротивление слоя оказывается равным его весу и

слой переходит во взвешенное

состояние; соответствующее этой точке значение

скорости называют критической скоростью W_К или скоростью начала псевдоожижения.

Перепад давления в точке А перед началом псевдоожижения превышает вес слоя на величину

«пика давления» ΔP₀, затрачиваемую потоком на преодоление сил сцепления между

частицами. Величина ΔP₀ зависит от плотности упаковки частиц, формы и состояния их

поверхности.

При дальнейшем увеличении скорости потока перепад давления в слое остается неизменным, и

линия «кривой псевдоожижения» идет параллельно оси абсцисс. Постоянство значения

перепада давления в слое (участок ВС) характеризуется равенством гидродинамического давления

и веса слоя,

приходящегося на единицу площади его поперечного сечения, и сохраняется до значения

W_В, соответствующего скорости витания, выше которой

частицы уносятся из слоя и наступает режим пневмотранспорта.

Перепад давления

ΔР= H_og(ρ_Т-ρ)(l-ε₀),

где ρ_Т и ρ — соответственно плотность твердых частиц и потока.