Разработка устройства и методики исследования пылеулавливания во входной зоне вихревого пылегазоразделителя Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

УДК 66.023.2

В. В. Алексеев, И. И. Поникаров РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ВО ВХОДНОЙ ЗОНЕ ВИХРЕВОГО ПЫЛЕГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЯ

Ключевые слова: вихревой пыглегазоразделитель, эффективность пыглеулавливания, пристеночная пъть.

Статья раскрывает конструкцию устройства для улавливания пристеночной пъти и пыли в основном потоке во входной зоне вихревого пылегазоразделителя (ВПГР).

Keywords: vortex pylegazorazdelitel, dust-catching efficiency, wall dust.

Article opens essence about development of the device for catching of wall dust and a dust in the main stream in an entrance zone of a vortex pylegazorazdelitel (VPGR).

Введение

Конструктивно входная зона

пылеулавливания представляла собой канал кольцевого сечения с размерами выхлопной трубы d и аппарата Б (см. рис.1).

Начальная закрутка потока создавалась простым тангенциальным закручивающим устройством прямоугольного поперечного сечения шириной а и высотой Ь. Для устранения попадания потока из кольцевого канала в выхлопную трубу, она снабжалась заглушкой в виде конического днища.

Рис. 1 - Входная зона ВПГР

Во входной зоне ВПГР происходит превращение поступательного движения потока газа во входном патрубке во вращательно-поступательное нисходящее в кольцевом канале. где сглаживалась неравномерность поля скоростей из-за различий условий входа, и увеличивалась концентрация пыли вблизи стенки.

Высота входной зоны пылеулавливания в аппарате зависит от распределения тангенциальной и осевой составляющих скорости движения пылегазовой смеси в аппарате. Относительная

высота входной зоны пылеулавливания в экспериментах была постоянной и определялась требованием необходимой степени пылеочистки и относительно невысоким аэродинамическим сопротивлением.

Нижняя часть входной зоны заканчивалась фланцем, который использовался для крепления на нем отсекателя (см. рис. 2).

3 ч

Рис. 2 - Отсекатель

Отсекатель представляет собой

конструкцию, состоящую из тороидального фильтра 1, цилиндрического фильтра 2, периферийного кольцевого канала 3 переменной длины, приемной камеры 4, конического перехода 5. Размеры поверхности фильтрования фильтров 1 и 2 согласовались со скоростями фильтрования в них. Скорость фильтрования в них принималась такой, чтобы не изменялся существующий скоростной режим движения пылегазовой смеси во входной зоне аппарата. Объемные расходы воздуха (газа), проходящие через фильтры 1 и 2, соответствовали средним объемным расходам в кольцевой пристеночной зоне и в основном объеме аппарата.

Во входной зоне крупнодисперсная пыль за счет центробежных сил осаждалась на стенку и под действием собственных сил тяжести и осевой составляющей скорости поступала через кольцевой канал 3 и приемную камеру 4 в фильтр 1.

В этом фильтре улавливалась вся отсепарированная пыль, а неуловленная пыль через конический переход 5 поступала во взвешенном состоянии в цилиндрический фильтр 2. Этот фильтр с более мелкими размерами отверстий применялся

для нахождения концентрации неуловленной пыли С1 на выходе из входной зоны пылеулавливания.

На рис. 3. изображена схема экспериментальной установки по исследованию эффективности пылеулавливания входной зоны аппарата. В нижней части входной зоны аппарата установлены отсекатель I и фильтры 1 и 2.

Методика проведения исследования

Во входной зоне вихревого пылегазоразделителя методика проведения исследования эффективности пылеулавливания состояла из следующих этапов:

1) взвешивались фильтры 1, 2 на микровесах с точностью ±10 мг;

2) кольцевой фильтр 1 и цилиндрический фильтр 2 устанавливались на выходе из входной зоны пылеулавливания;

3) загружалась предварительно измеренная масса пыли в дозатор твх, кг;

4) устанавливался постоянный расход воздуха после включения воздуходувки

(см. рис. 3) ву=сош1, м3/с;

5) концентрация пыли на входе в аппарат Свх, кг/м3 устанавливалась запыливающим устройством, приведенным в работе [2] и вычислялась по выражению:

СВх=Со=тВх/(т-Оу), (1)

где твх=то - масса пыли в дозаторе, кг; т - время запыливания (время полного истечения пыли из дозатора), с;

Рис. 3 - Схема экспериментальной установки: 1 -воздуходувка; 2, 3 - дифманометры; 4 -диафрагма; 5 - запыливающее устройство (ЗУ); 6 - физическая модель блока отбора проб; 7 -термометр; 8 - барометр; 9 - секундомер; 10 -задвижка

6) за время эксперимента тэ за счет тангенциальной составляющей скорости

происходила сепарация пыли на цилиндрическую

стенку, ее транспорт вниз, и через кольцевой зазор отсекателя пылегазовая смесь поступала в кольцевой фильтр 1;

7) за то же время тэ мелкодисперсная пыль

с пылегазовым потоком с концентрацией С1, кг/м3 поступала в цилиндрический фильтр 2;

8) после отключения воздуходувки за время тэ > т фильтры 1, 2 демонтировались и взвешивались на микровесах с точностью ±10 мг и после вычитания собственных масс фильтров определялись массы уловленной т'1 и не уловленной т1 пыли;

9) корректность эксперимента проверялась по соблюдению уравнения материального баланса за время эксперимента тэ:

твх = то = т:+т'ь (2)

10) концентрация пыли на выходе из входной зоны пылеулавливания С1, кг/м3 определялась по уравнению:

с1=т1/(т-ву). (3)

Эффективность пылеулавливания во входной зоне пылеулавливания ВПГР п определяется по уравнению:

П1= (Со-СО/Со. (4)

Выводы

1. Разработаны устройство и методика исследования пылеулавливания во входной зоне вихревого пылегазоразделителя.

2. Применение данного устройства и методики в лабораторных условиях на различных пылегазовых системах [1] позволит определить влияние режимных и конструктивных параметров на эффективность пылеулавливания.

3. Проведение экспериментов в опытно -промышленных условиях [3, 4] позволит увеличить точность и надежность результатов исследований.

Литература

1. В.В. Алексеев, В.О. Лукин, И.И. Поникаров, Вест. Казан. технол. ун - та, 16, 7, 217 - 221 (2013).

2. Г.М. Алиев, Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: Справочник. Металлургия, Москва, 1986. - 544 с.

3. В.В. Алексеев, П.В. Алексеев, И.И. Поникаров, Вест. Казан. технол. ун - та, 16, 21, 218 - 220 (2013).

4. Л.Н. Москалев, С.И. Поникаров, И.И. Поникаров, В.В. Алексеев, Вест. Казан. технол. ун - та, 15, 10, 240 - 242 (2012).

© В. В. Алексеев - канд. техн. наук, доц. каф. машин и аппаратов химических производств КНИТУ, уа1ехееуй@таД.га; И. И. Поникаров - д-р техн. наук, профессор той же кафедры, советник ректората.