Разработка универсального метода расчета и энергетического принципа сравнения инерционных пылеуловителей

• Автор: Кобякова, Юлия Николаевна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 209 с.

1.Обзор литературы Обсуждение состояния вопроса охраны воздушного бассейна

1.1.Понятие ПДК вредных веществ в приземном слое атмосферы и рабочей зоны производственных помещений. Нормы.
1.2.Расчет концентрации пыли в выбросах из дымовых труб энергетических установок в атмосферу.

1.3.Назначение, принцип действия и характеристики обеспыливающих устройств

1.4.Классификация пылеуловителей.

1.5.Обсуждение экономики очистки газов.

Энергетический принцип сравнения пылеулавливающих систем

1.5.1.Современное состояние энергетикии проблемы охраны воздушного бассейна

1.5.2.Известные способы сравнения характеристик пылеулавливающих аппаратов

1.5.3. Математическое выражение энергетического принципа сравнения пылеуловителей в обобщенном виде.

1.6.Известные методы расчета, некоторых типов

пылеуловителей
1.6.1 .Методы расчета циклонов НИИОГАЗ.
1.6.2.Теория и методы расчета пенных и центробежнобарботажных аппаратов.
1.6.3.Скруббер Вентури и методы его расчета
2.Экспериментальное и теоретическое исследование
прямоточных циклонов.
2 Л.Расчет эффективности пылеулавливания в
прямоточных циклонах.
2.2.Описание экспериментального стенда и методика определения характеристик прямоточных циклонов и каскадов из них
2.3.Результаты экспериментальных исследований и их анализ.
2.4. Моделирование процесса пылеулавливания в прямоточном циклоне на основе уравнения конвективной диффузии.
2.4 Л .Постановка задачи.
2.4.2.Аппроксимация профиля окружной скорости
2.4.3. Обобщенная зависимость для фракционного коэффициента проскока
2.4.4.Сопоставление теории с экспериментом.
З.Банк данных для инерционных пылеуловителей и универсальный метод их расчета.
3.1. Аппроксимация вероятностных функций для фракционного коэффициента проскока циклонов
НИИОГАЗ в обобщенные экспоненциальные.зависимости.
3.2.Таблица банка данных для инерционных пылеуловителей.
3.3.Универсальный метод расчета, его сопоставление с известными методами, программное обеспечение.
3.3.1.Универсальная номограмма для расчета циклонов НИИОГАЗ и ее сопоставление с соответствующими номограммами .
3.3.2.Сопоставление универсальной номограммы с номограммами для ПА и ЦБ А
3.4.Использование универсального метода для расчета каскадных систем
4.Математическая формулировка энергетического принципа сравнения инерционных пылеуловителей для пылей, подчиняющихся ЛНР
4.1.Вывод энергетического принципа
4.2. Практическое использование энергетического принципа
4.2.1.Сравнение удельных энергозатрат на очистку газов в каскадах и одиночных аппаратах одного типа
4.2.2.Сравнение эффективностей пылеулавливания в циклонах при одинаковых энергозатратах на газоочистку.
4.2.3.Сравнение разнотипных циклонов
4.2.4.Сравнение циклона СКЦН с каскадом ПЦ
4.2.5.Сравнение циклонов ЦН и СКЦН
4.2.6. Сравнение каскада циклонов, при разных показателях числа Стокса п ,.
4.2.7.Сравнение ПА и скруббера Вентури.
4.2.8. Сравнение по энергозатратам высокоэффективных циклонных аппаратов со скруббером Вентури.
4.2.9.Сравнение ПА и ЦБА
4.2Сравнение ПА и циклона СКЦН.
4.2 Сравнение электрофильтра со скруббером Вентури по удельным энергозатратам на очистку газов
4.3.Компоновка пылеулавливающих аппаратов в
каскадные системы.
т Заключение
Литература


Современное законодательство по защите атмосферы от загрязнений пылью основывается на стандартах двух видов стандартах, ограничивающих количество выбрасываемых вредных веществ, и стандартах качества атмосферного воздуха, устанавливающих допустимую загрязненность приземного слоя атмосферы ,,. Согласно , предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в воздухе рабочей зоны ПДК называют концентрации, которые при ежедневной кроме выходных дней работе в течение 8 ч или другой продолжительности, но не более ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. На основании систематических исследований гигиенистов и медиков в нашей стране были установлены научно обоснованные санитарные нормы СН5 вредных веществ в атмосфере, выражаемые в массовых концентрациях на единицу объема воздуха мгм3 в зоне пребывания людей. Для пыли и газов с общетоксическим действием установлена максимальная среднесуточная концентрация Сс. См. Так, например, для нетоксичной пыли Сс. См. Санитарные нормы СН5 устанавливают также максимально разовые ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны РЗ, где находятся места постоянного или временного пребывания людей. При совместном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих свойством суммации действия, их безразмерная суммарная концентрация С2 не должна превышать единицы
С . Ь 1. РЗ помещения, мгч ПДК предельно допустимая концентрация пыли, задаваемая в соответствии с табл. Сн концентрация пыли в приточном воздухе, мг м3, задаваемая по табл. П. в соответствии с характеристикой местности, на которой расположено здание. Нормирование содержания пыли в вентиляционных выбросах определяется СНиП Н в зависимости от ПДК пыли в воздухе РЗ производственных помещений в соответствии с формулой при Ь тыс. СПдк 0 4ЬК, 1. Спдк ПДК пыли в выбросе, мгм3 Ь величина выброса, тыс. При выбросе Ь тыс. Спдк 0К. Пылеулавливающие установки должны проектироваться исходя из условия обеспечения концентрации пыли в выбросах, не превышающей величин, рассчитываемых по формулам 1. Спдк. Свх концентрация пыли на входе в газоочистное устройство, мгм3. Такой расчет регламентируется указаниями СН9. Основные положения метода расчета и пример расчета приведены в Приложении 1. На рис. ВГД . Для расчета системы пылеулавливания, кроме требуемой эффективности, необходимо знать параметры пыли и газа. Этот вопрос будет обсужден в следующем подразделе работы. Рис. По назначению обеспыливающие устройства подразделяют на пылеуловители и воздушные фильтры. Выбор и расчет этих устройств приводится в ,,,. Пылеуловители предназначаются для очистки от механических примесей пылегазовых выбросов вентиляционных и промышленных в атмосферу. По принципу действия, силам, определяющим процесс осаждения частиц в аппаратах, обеспыливающие устройства, как правило , подразделяют на гравитационные, инерционные сухие и мокрые, контактного действия фильтрование через пористые материалы, электрические пылеуловители и фильтры и характеризуют следующими показателями степенью или эффективностью очистки газов, производительностью по расходу очищаемого газа, аэродинамическим сопротивлением, удельными затратами энергии на очистку 1 м3 или 3 м3, или 5 м3 газов, стоимостью очистки. Как показано в , аэродинамическое сопротивление пылеуловителей, выраженное в Па, и удельные энергозатраты на очистку газов в них, выраженные в Джм3, численно совпадают и, соответственно, из выше перечисленного ряда характеристик одну можно исключить, например, удельные энергозатраты, понимая, что перепад давления на аппарате их уже отражает. Перепад давления на аппарате, как известно, определяется формулой
Др р,Па 1. V0 скорость газа в рабочем сечении аппарата, к которой отнесен коэффициент сопротивления с,. К6. Кек5, 1. V0 и 0 характерная скорость и линейный размер инерционного улавливания частиц в аппарате. Кб следует из уравнения движения частицы
, 1. Ь У К цк 2. Поскольку в высокоскоростных потоках, развивающихся в инерционных пылеуловителях, силы инерции, действующие на частицу, во много раз, как правило, превосходят силы тяжести, то стационарное уравнение 1. Обезразмерим уравнение 1.