Развитие универсального метода расчета инерционных пылеуловителей для каскадных систем

• Автор: Пенявский, Виталий Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ

ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА

1.1 Способы и технические средства обеспыливания газов

1.2 Классификация пылеуловителей

1.2.1 Характеристики обеспыливающих устройств

1.2.2 Конструктивные особенности некоторых

пылеулавливающих аппаратов

1.2.2.1 Циклоны НИИОГАЗ

1.2.2.2 Пенные пылеуловители
1.2.2.3 Центробежно-барботажные аппараты
1.2.2.4 Скрубберы Вентури
1.2.3 Методы расчета некоторых типов пылеуловителей
1.2.3.1 Методы расчета циклонов НИИОГАЗ
1.2.3.2 Энергетический метод расчета мокрых пылеуловителей
1.2.3.3 Метод расчета конденсационного улавливания тонкодисперсной пыли предложенный А.Ю. Вальдбергом
1.2.3.4 Метод отсечного диаметра Вальдберга
1.2.3.5 Универсальная система расчета инерционных пылеуловителей
1.2.3.6 Энергетический принцип сравнения пылеуловителей
2 КОРРЕКТИРОВКА УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕТОДА
НА КАСКАДНЫЕ СИСТЕМЫ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ
2.1. Опытные данные по снижению фракционной эффективности пылеуловителей в многополочных пенных аппаратах
2.2. Использование эмпирических данных по фракционной эффективности пылеулавливания в многополочных пенных
аппаратах к расчету каскадов циклонов НИИОГАЗ
2.3. Влияние порядка установки циклонов в каскаде на общую эффективность пылеулавливания. Поправки к универсальной
номограмме для расчета каскадных систем пылеулавливания

2.4. Применение энергетического принципа пылеулавливания
к расчету каскадных систем на примере циклонов НИИОГАЗ
3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ аИп БАНКА ДАННЫХ ИНЕРЦИОННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ
3.1. Теоретическое обоснование метода
3.2. Экспериментальное обоснование метода
3.2.1. Описание экспериментального стенда
3.2.2. Проведение экспериментальных исследований по определению дисперсного состава пыли
3.2.2.1 Измерения дисперсного состава исходных образцов пылей седиментационным методом
3.2.2.2 Измерения дисперсного состава каскадным импактором
(блоком измерительных ступеней)
3.2.3. Обработка полученных экспериментальных результатов
3.3. Расчет постоянных а ип банка данных инерционных пылеуловителей на основе экспериментальных данных
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕТОДА РАСЧЕТА КАСКАДНЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
4.1. Потребность установки двух ступеней улавливания древесной
шлифпыли в аспирационной линии предприятия ООО «Томлесдрев»
4.2. Способы решения проблемы
4.2.1. Определение постоянных а и п для циклонов УЦ-38 первой
ступени очистки
4.2.2 Выбор циклонов второй ступени пылеулавливания
4.2.3 Выбор циклонов второй ступени пылеулавливания
4.3. Результаты испытаний двух ступеней пылеулавливающей системы и их
сравнение с расчетными данными
Заключение
Библиографический список
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Проблема охраны воздушного бассейна от промышленных газовых выбросов, содержащих механические и газовые контаминан-ты, в связи с ростом народонаселения на планете, ростом производственных мощностей, исчерпаемостью углеводородных энергоносителей таких как нефть и газ, необходимостью их замещения каменным углем в основном низкой калорийности и высокой зольности с каждым годом усугубляется. Основными загрязнителями атмосферы пылью являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, химия, нефтехимия, производство строительных материалов. Проблема очистки газов от пыли в ближайшей перспективе в основном должна решаться за счет совершенствования пылеулавливающего оборудования в направлении повышения его эффективности газоочистки и снижения удельных энергозатрат на ее осуществление. На кафедре «Отопление и вентиляция» в ТГАСУ разработан под руководством проф. Шиляева М.И. универсальный метод расчета инерционных пылеуловителей (УМР), позволяющий в каждом конкретном случае решать эту проблему за счет последовательной установки пылеуловителей одного типа в каскадные системы.
Этот метод дает возможность производить расчеты всех типов инерционных пылеуловителей и каскадов из них в отличие от известных частных методов, пригодных только для конкретного типа аппаратов (метод расчета циклонов НИИОГАЗ, метод расчета мокрых пылеуловителей А.Ю. Вальдберга, энергетический метод расчета мокрых пылеуловителей, метод отсечного диаметра). Он включает в себя универсальную номограмму (УН) и математическое выражение энергетического принципа (ЭП) сравнения энергозатрат на очистку газов от пыли в пылеуловителях и каскадных системах из них. На основе обработки известных экспериментальных данных для более чем 50-ти типов инерционных пылеуловителей сформирован банк данных (БД) по их характерным параметрам, позволяющий использовать УМР в инженерных расчетах как отдельных аппаратов, так и

1.2.3.3 Метод расчета конденсационного улавливания тонкодисперсной пыли предложенный А.Ю. Вальдбергом
При охлаждении очищаемых газов в мокрых газоочистных аппаратах снижение температуры газов обычно сопровождается конденсацией водяных паров (в случае насыщенных газов). Наибольший интерес для процесса газоочистки представляет конденсация в объеме, когда пар жидкости конденсируется на центрах конденсации (пылинки, капли, газовые ионы и т. п.), имеющихся в газовой смеси или самопроизвольно образующихся в ней.
Как отмечается в монографии Ужова В.Н., Вальдберга А.Ю. [17]: «при конденсационном улавливании возможны два основных механизма осаждения пыли: первый - за счет диффузионных сил и стефанова потока; второй - за счет утяжеления частиц при конденсации на них паров жидкости».
Оценка эффективности мокрого пылеуловителя за счет конденсации была сделана на основе статистической обработки экспериментальных данных, причем эффективность рассматривается в зависимости от общего количества сконденсировавшегося пара, которое выражается через разность концентраций пара на входе и выходе из аппарата.
На рисунке 1.4 приведены данные, характеризующие эффективность конденсационного улавливания сажевых частиц в пенном аппарате и полом скруббере в процессе электрокрекинга метана [37]. Здесь также как и при механическом улавливнии пыли в мокрых аппаратах, эффективность оценивается величиной Уч.
Математическая обработка данных, представленных на рисунке 1.4, позволила получить формулу для вычисления эффективности пылеулавливания суб-микронных частиц при повышенном влагосодержании очищаемых газов
Ач=1,97Ду0'34, (1.14)
где Ау - разность влагосодержаний газов в начале у и в конце процесса конденсации }>2.