1.7 Пример расчета циклона

Обосновать выбор марки циклона, определить конструктивные размеры и эффективность очистки для вентиляционных выбросов с пылью по следующим исходным данным.

1.Расход газов от источника выбросов L=22000 м³/ч;

2.Температура газа t_г=50 ^оС;

3.Состав пыли – древесная стружка;

4.Плотность частиц пыли ρ_ч = 850 кг/м³;

5.Дисперсный состав пыли, d₅₀ = 16,8 мкм, lgσ_ч= 0,856;

6.Концентрация пыли в выбросе С_вх=150 г/м³;

7.Оптимальная скорость движения газов в циклоне W_опт=3,5 м/с;

8.Избыточное давление газа перед циклоном Р_ц=100 Па;

Решение:

Для улавливания отходов деревообработки обычно используются циклоны конструкции Гидродревпрома типа Ц или УЦ. Выбираем циклон типа Ц, типоразмерный ряд которого приведен в табл.П.11.

1.Определяем расход газа при рабочих условиях

= =26029 м³/ч

2. Плотность газов при рабочих условиях, принимая нормальное атмосферное давление воздуха равным =101300 Па, и плотность воздуха при температуре 20 ^оС = 1,205 кг/м³, находим по формуле

= =0,846 кг/м³

3.Рассчитываем необходимую площадь сечения циклона

= 2,39 м²

4. Задаваясь количеством циклонов N, определяем диаметр аппарата, который не должен превышать максимальное значение диаметра в типоразмерном ряду заданного типа циклонов. В первом приближении принимаем N=1

= = 0,93м

5. Для рассчитанного диаметра аппарата принимаем марку Ц-950 с диаметром D = 950 мм и вычисляем действительную скорость газа в циклоне

= = = 8,63 м/с

Скорость в циклоне не должна отклоняться более чем на 15% от оптимальной, а рассчитанная существенно превышает . Такая скорость не удовлетворяет допустимым условиям эксплуатации циклонов. Поэтому необходимо произвести пересчет диаметра или количества циклонов. Принимаем больший стандартный диаметр D_ц=1500 мм соответствующий производительности по холодному газу 15000…23000 м³/ч и повторяем вычисления для N=1.

= = 3,45 м/с

Данная скорость попадает в 15% диапазон = 3,5 м/с, и, следовательно, удовлетворяет техническим условиям эксплуатации циклона. Исходя из вида пыли (древесная стружка) окончательно выбираем один циклон марки Ц-1500 из табл.П.11 приложения.

6.Определяем коэффициент гидравлического сопротивления циклона, принимая =210 (табл..П.7); К₁ = 1 (табл.П.8); К₂ = 0,85 (табл.П.9); для единичного циклона К₃ = 0

= 1·0,85·210 + 0 = 179

7.Находим потери давления и сравниваем их с допустимыми потерями давления в циклоне ∆Р_доп приведенными в табл.П.6 приложения

= 0,5·179·0,846·3,45² = 901 Па ∆Р_доп=1500 Па

По гидравлической характеристике (потери давления) выбранный типоразмер циклона соответствует техническим нормам эксплуатации.

8. Для определения фактической эффективности очистки газа в выбранном циклоне Ц-1500 определяем медианную тонкость очистки газа при рабочих условиях, принимая расчетные параметры эффективности по табл.П.18 приложения: = 4,12 мкм; = 0,91 м; = 3,50 м/с; = 800 кг/м³;

=22,1·10^-6 , Па·с

= =5,38 мкм

9.Определяем параметр Х и с учетом данных табл.П.18 значение нормальной функции распределения Ф(Х) = 0,758

= = = = 0,694 0,7

10.Эффективность очистки газа в выбранном циклоне составляет

= =87,9%

11.Количество древесной стружки на входе в циклон

М_нач = L·С_вх = = 917 г/c

12.Количество уловленной в циклоне древесной стружки

ΔМ= М_нач·η = 917·0,879= 806 г/c

13.Количество стружки, выбрасываемой в окружающую среду

М_кон = М_нач – ΔМ = 917 – 806 = 111 г/с

Проведенный расчет показывает достаточно большое количество выбросов в окружающую среду. Следовательно, данный циклон целесообразно использовать только как аппарат первой ступени очистки в сочетании с другими пылеуловителями, например, фильтрами.