Интенсификация процесса пылеулавливания в электроциклоне путём снижения вторичного уноса

• Автор: Титов, Анатолий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Современное состояние вопроса очистки газов от пыли
1.1. Классификация аэрозолей и газоочистных аппаратов
1.2. Существующие конструкции электроциклонов
1.3. Вторичный унос в электрофильтрах и методы борьбы с ним
1.4. Вторичный унос в циклонах и методы борьбы с ним
1.5. Методики расчета электроциклонов
1.6. Постановка задач исследований
2. Характеристика объектов и методов исследований
2.1. Характеристика исследуемых материалов
2.2. Описание экспериментальной установки
2.3. Методика проведения эксперимента
2.4. Расчетные формулы и погрешности измерений
3. Исследование эффективности процесса улавливания технологических пылей
и оценка вторичного уноса в электроциклонах
3.1. Влияние скорости потока и фракционного состава на эффективность процесса улавливания технологических пылей
3.1.1. Исследование процесса улавливания перкарбоната натрия
3.1.2. Исследование процесса улавливания железо-ванадиевого концентрата
3.1.3. Исследование процесса улавливания возгонов медеплавильных печей
3.1.4. Исследование процесса улавливания золы
3.2. Количественная оценка вторичного уноса в электроциклоне
3.2.1. Исследование процесса улавливания золы в электроциклоне в сухом режиме
3.2.2. Исследование процесса улавливания аэрозоля в электроциклоне в мокром режиме

3.2.3. Анализ величины вторичного уноса
3.3. Исследование эффективности применения профилированных элементов для снижения вторичного уноса в электроциклоне
3.4. Электрические характеристики лабораторного электроциклона
3.5. Гидравлические характеристики лабораторного электроциклона
3.6. Выводы по главе
4. Модель вторичного уноса частиц в электроциклоне
4.1. Уравнения, описывающие работу электроциклона
4.2. Результаты расчетов траекторий частиц на 2Э-модели
4.3. Результаты расчетов траекторий частиц на ЗЭ модели
4.4. Верификация 2Б-модели
4.5. Верификация ЗЭ-модели
4.6. Методика расчета электроциклона
4.6.1. Расчет технологических характеристик
4.6.2. Расчет гидравлического сопротивления и подбор электроагрегата
4.7. Выводы по главе
Выводы
Список литературы
Приложения

Введение
Актуальность темы. В настоящее время остро стоит проблема тонкой очистки больших объемов газов от дисперсных частиц. Это связано как с необходимостью улавливания целевого продукта промышленных предприятий, так и с очисткой сбросных газов от пыли в электроэнергетике. В том и другом случае пылеулавливающее оборудование должно обеспечивать максимально возможную эффективность. Особенно остро стоит вопрос очистки дымовых газов ТЭС от золы-уноса. Из всего объема вырабатываемой в мире энергии 27 % приходится на долю ТЭС, работающих на угле. В обычном режиме ТЭС выбрасывает в атмосферу более 700 ООО тонн золы-уноса в год. Только в РФ, по разным оценкам, ежегодно вырабатывается 27—35 миллионов тонн золы-уноса.
Для очистки выбрасываемых в атмосферу газов от зольт-уноса применяют аппараты разного принципа действия и конструкции: скрубберы, циклоны, пылеосадительные камеры, электрофильтры и другие. Указанные аппараты имеют как преимущества над другими, так и недостатки, к примеру, циклоны имеют высокую степень очистки (до 90 %) от крупных (свыше 40 мкм) частиц и возможность работы с аэрозолями большой концентрации (свыше 50 г/м3), в свою очередь электрофильтры пригодны для улавливания мелких (менее 40 мкм, а также субмикронных) частиц, но могут работать с относительно небольшими концентрациями (до 50 г/м3) золы. Применяемые в настоящее время
многопольные пластинчатые электрофильтры сравнительно дороги, громоздки и не обеспечивают требуемую высокую степень очистки, которая при современном уровне технологий должна составлять 99,5—99,7 %. Мокрая очистка газов в эмульгаторах затрудняет утилизацию золы, так как необходимо ее выделение из пульпы и последующая сушка. Для этого требуются значительные затраты тепла.
В связи с возрастающими природоохранными требованиями задача разработки высокоэффективного оборудования для очистки больших объемов (сотни тыс. м3/ч) газов является весьма актуальной.

На рисунке 2.5 видно, что функция распределения частиц по размерам узкая, с медианным диаметром частиц 6 мкм.
Зола от сжигания угля Экибастузского месторождения
Зола (летучая зола, зола-унос) из бункеров электрофильтров (без стадии гидрозолоудаления) образуется после сжигания угля Экибастузского месторождения на Рефтинской ГРЭС, пос. Рефтинский, Свердловская область.
Зола была выбрана основным материалом для проведения большей части экспериментов, поскольку проблема очистки дымовых газов от золы сухим способом является наиболее острой для энергетики РФ, в частности, для электростанций, работающих на высокозольном угле.
Зола Рефтинской ГРЭС имеет следующий химический состав, % мае.: 8Ю2 - 62,0; А1203 - 30,0; Ре203 - 5,0; СаО+М§0 - 2,0; 803 - 0,1; К20+Ыа20 - 0,7; потери при прокаливании составляют 0,2 % мае. Кроме того, рефтинская зола практически не содержит несгоревших частиц (углерода).
Фракционный состав золы Рефтинской ГРЭС приведен на рисунке 2.6.
Размер частиц, мкм
Рисунок 2.6. Фракционный состав золы Рефтинской ГРЭС На рисунке 2.6 видно, что зола имеет преимущественный размер частиц в интервале 0-80 мкм, медианный диаметр частиц составляет 32 мкм.