Расчет газоочистных каталитических устройств транспортно-энергетических установок.
Для детонации NOx, CO и CnHm, содержащихся в отработанных газах ДВС, применяют двухступенчатый каталитический нейтрализатор.
На восстановительном катализаторе (на основе переходных металлов, в частности меди, хрома, кобальта, никеля и их сплавов) происходит восстановление оксидов азота:
На окислительном катализаторе (для создания окислительной среды к отработанным газам через патрубок подводится вторичный воздух) основными процессами являются окисление монооксида углерода и углеводородов:
При проектировании нейтрализатора используют следующие исходные данные:
концентрацию токсичных веществ в отработанных газах;
степень очистки отработанных газов;
скорость потока во входном и выходном сечениях нейтрализатора
В результате расчета определяют:
длину каталитического слоя;
полное сопротивление нейтрализатора.
.Приведите характеристику механических обеспыливающих аппаратов.
Механические обеспыливающие устройства используются в качестве предварительного очищения. Выбор оптимального аппарата определяется гранулометрическим показателем пыли.
Пылеосадительные камеры (с перегородкой или полкой).
Скорость 0,2-1,5 м/с. Для улавливания грубодисперсной пыли (размеры частиц 50-500 мкм). Степень очистки 40-50%. Служат для предварительной очистки.
Инерционные пылеуловители (камера с перегородкой).
Основаны на использовании действия инерционных сил, возникающих при резком изменении направления газового потока, кот. сопровождается значительным уменьшением его скорости. Устанавливая на пути движения запылённого газа отражательные перегородки или применяя коленчатые газоходы, изменяют направление движения газа на 90° или 180°. При этом частицы пыли стремясь сохранить направление своего первоначального движения, удаляются из потока и через разгрузочные устройства выводятся из аппарата. Для эффективного улавливания пыли скорость потока газов перед перегородками должна составлять не менее 5-15 м/с. Применяют для очистки газов доменных печей, на химических произ-вах при произ-ве Н2SO4. Недостаток: сложность очистки и абразивный износ.
Центробежные. (сухая очистка газов).
Циклон состоит из цилиндрической трубы и суживающегося к низу конуса. Газовый поток вводится в циклон через патрубок по касательной внутрь поверхности корпуса и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса бункера (4). Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, кот. вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит при повороте газового потока в бункере на 180°. Освобождающийся от пыли газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу (3). Для нормальной работы циклона необходима герметичность бункера. Если бункер не герметичен, из-за подсоса наружного воздуха происходит вынос пыли с потоком через дымовую трубу. Чем ↑ скорость газов в циклоне, тем ↑ его эффективность и меньше его габариты. Но с ↑ скорости ↑ гидравлическое сопротивление, поэтому выпускающие промышленностью циклоны рассчитаны на скорость газового потока на входе 5-20 м/с (обычно 5 м/с). Циклоны не целесообразны в установках с непостоянным режимом работы, так как их эффективность резко меняется вместе с колебаниями расхода газов. Этот недостаток устраняется в батарейных циклонах, где газовый поток распределяется по параллельно-вертикальным циклонам, объединёнными в единые конструкции и имеющий общий подвод о отвод газов и общий бункер в … улавливаемой пыли. В зависимости от расхода газа в работу включается то или иное число циклонов. Средняя эффективность обезпыливания газов в циклоне 98% (30-40 мкм), 80% (10 мкм), 60% (4-5 мкм). Преимущества: низкая стоимость, простота обслуживания, высокая производительность, низкое сопротивление. Недостаток: абразивный износ частей аппарата.
Приведите характеристики пористых пылеулавливающих фильтров. Пористые фильтры: тканевые, волокнистые, зернистые
Основные достоинства: возможность достижения 99% степени очистки. При этом запыленность газов или воздуха прошедших очистку составляет 50млг/м3 . В наиболее высокоэффективных аппаратах (тонковолокнистых фильтрах)можно проводить очень тонкую очистку, улавливая высокодисперсные пыли и аэрозоли.
Тканевые фильтры.
Их подразделяют по виду использования фильтрующей ткани (синтетических и естественных материалов), по форме тканевых фильтровальных элементов (рукавные или с плоской разверткой ткани), по месту расположения вентилятора или дымососа (всасывающие или нагнетающие), по способу и устройству регенерации тканей (встряхивание механическое, вибрационное, импульсное сжатым воздухом, продувка обратным воздухом или очищенным газом), по наличию и форме корпуса в котором размещены тканевые фильтрующее элементы (закрытые камерные с прямоугольным или цилиндрическим корпусом, открытые бескамерные), по числу секций в одной установке (много и односекционные), по длительности работы (непрерывного и периодического действия).
Рукавные фильтры – аппараты прямоугольной формы, внутри корпуса подвешены рукава d=130-300 мм. высотой от 2 до 10 м. Фильтрация газа осуществляется через наружную или внутреннюю поверхность рукава. После того как на фильтрующей поверхности накопится слой пыли, и гидравлическое сопротивление фильтра достигнет предельно допустимой величины, производят регенерацию рукавов обратной или импульсной продувкой или их механическим встряхиванием с обратной продувкой.
Период между продувками 30-90 мин. Продолжительность продувки 1-2 сек. Температура очищаемого газа до 500 ºС, гидравлическое сопротивление фильтра 50-90 Па.
Недостатки: быстрый износ материала рукавов.