CC BY
28
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ПОТОКОВ
Д.В. Каргашилов, преподаватель, Воронежский институт ГПС МЧС России
Д.Н. Попов, студент, С.Ю. Панов
Воронежская государственная технологическая академия
Измельченный продукт, перемещаясь по всем технологическим линиям, образует пылевоздушную смесь, которая через неплотности в корпусах аппаратов проникает в окружающую среду.
Увеличению запыленности помещений способствуют как недостаточная герметизация оборудования, так и неэффективная работа аспирационных систем и вентиляции в целом. В отдельных зонах производственных помещений и при аварийных ситуациях концентрация пыли в воздухе может превышать нормативные значения и достигать взрывоопасных концентраций.
Взрывоопасность пыли зависит от содержания в ней органических и минеральных веществ, от дисперсности и влажности. При увеличении содержания минеральных примесей и зольности пыли повышается значение НКПРП (нижний концентрационный предел распространения пламени), так как минеральная пыль, введенная во взрывоопасную пылевоздушную смесь, действует как флегматизирующая добавка на процессы воспламенения и горения.
На возможность воспламенения пыли большое влияние оказывает содержание в ней влаги (например, взрыв аэровзвеси из пшеничной муки возможен при влажности не более 18%).
Для соблюдения санитарных и пожарных норм требуется совершенствование систем пылеулавливания, заключающееся в разработке технических решений, направленных на повышение эффективности очистки воздуха от пыли.
Проведенный анализ позволяет выделить три основных аспекта проблемы разделения взрывопожароопасных пылегазовых потоков, связанных с модернизацией систем пылеочистки: введения негорючих минеральных частиц в пыле-газовый поток; увлажнение пылегазовых потоков; интенсификация процесса пылеулавливания, в частности, в циклонах.
Способ введения минеральных частиц может являться радикальным способом устранения пожароопасности, однако не решает проблемы обеспыливания.
Впрыск в пылегазовый поток диспергированной жидкости способствует снижению температуры горячих газов, повышает пожаровзрывобезопасность, а также увеличивает эффективность пылеулавливания за счет коагуляции частиц дисперсной фазы.
Известно, что частицы разной массы и размеров перемещаются к стенке аппарата с различной скоростью, которая тем больше, чем больше масса частицы. Поэтому частицы меньших размеров движутся в радиальном направлении
существенно медленнее и могут не успеть достичь стенки циклона за время пребывания в аппарате данного рассматриваемого пылегазового потока.
В устройстве для пылеулавливания [1] выходной патрубок снабжен расположенными на его боковой поверхности отводящими отверстиями с заборными пластинами, закрепленными на шарнире с возможностью фиксации. Поворот заборных пластин вокруг шарниров позволяет изменять интенсивность отвода удаляемой части газового потока в зависимости от толщины очищенной части потока, определяемой его скоростью, размерами и формой частиц.
Практический интерес для промышленного пылеулавливания представляет совмещение центробежного механизма отделения пыли с процессом фильтрования газового потока, осуществляемое в одном корпусе и реализуемое в аппаратах, получивших название фильтры-циклоны [2-4].
Установка в корпусе циклона фильтровального элемента уменьшает площадь живого сечения вращающегося пылегазового потока, что делает возможным увеличение его окружной скорости при той же производительности по запыленному газу и приводит к росту центробежной силы, действующей на частицы пыли. Кроме того, вращение фильтра или внутренних устройств способствует увеличению радиальной составляющей скорости частиц пыли, которые, вращаясь вместе с пылегазовым потоком под действием центробежной силы и радиальной составляющей скорости, двигаются одновременно к стенкам корпуса циклона и, достигая ее, спирально за счет сил трения о стенку опускаются вниз в коническую часть циклона.
В процессе фильтрования с увеличением толщины слоя осадка твердого материала на поверхности фильтра увеличивается центробежная сила, действующая на каждый элемент (единичной площади) массы осадка. При достижении некоторого значения она станет больше радиальной составляющей силы давления, действующей по нормали к боковой поверхности звездообразного фильтра (и не совпадающей с направлением действия центробежной силы) и силы трения элемента массы о поверхность фильтра, что приведет к срыву осадка с поверхности фильтра, т.е. ее регенерации. Уменьшение толщины слоя осадка ведет к уменьшению гидравлического сопротивления фильтра и, следовательно, к повышению эффективности работы фильтр-циклона (увеличению производительности и степени очистки, снижению энергозатрат на проведение процесса).
Список использованной литературы:
1. Устройство для пылеулавливания / Гавриленков А.М., Каргашилов Д.В., Некрасов А.В., Козин В.В.: пат. 2366515. Рос. Федерация, МПК7 В04С9/00, В01Д36/00, 50/00: опубл. 10.09.2009.
2. Циклон-фильтр для очистки запыленных газов / Зотов А.П., Красо-вицкий Ю.В., Ряжских В.И., Шипилова Е.А.: пат. 2150988, Рос. Федерация, МКИ 7 В 01Б 50/00, В 04 С 9/00: опубл. 20.06.2000.Бюл. № 17.
3. Саморегенерирующийся фильтр-циклон для очистки газов от пыли / Е.В. Асмолова, А.П. Зотов, Ю.В. Красовицкий, А.В. Логинов, М.И. Слюсарев, Л.И. Щеглова, Е.А. Шипилова (РФ): пат. 2220784 Рос. Федерация, МПК7 В04С9/00, В01Д36/00, 50/00. - № 2003105320/15; Заявлено 26.02.03: опубл. 10.01.04. Бюл. № 15.
4. Фильтр-циклон для очистки газов / Панов С.Ю., Энтин С. В., Анже-уров Н.М., Красовицкий Ю.В., Щеглова Л.И.; заявитель и патентообладатель ВГТА: пат. 2251445 РФ, МПК7 В 01Б 46/26, С 9/00. - № 2003122539; заявл. 18.07.2003: опубл. 10.05.2005. Бюл. № 13.
