Исследование режима работы нового центробежного аппарата очистки воздушных выбросов

Защита воздушного бассейна от загрязнений промышленными выбросами является в настоящее время одной из важнейших проблем, затрагивающих в той или иной степени все страны мира.

Многие технологические процессы в промышленности сопровождаются интенсивным пылеобразованием. Причем отработанный воздух зачастую необходимо очищать в пыле-отделителях для того, чтобы не испортить уловленный продукт и вернуть его в технологический процесс [1].

Чтобы соответствовать санитарногигиеническим требованиям с учетом важности проблемы сокращения потерь продукта в качественно новых рыночных условиях развития перерабатывающего производства необходимо, в первую очередь, исследовать и реализовать возможности существенного повышения эффективности и стабильности основных способов улавливания пылей - сухих и мокрых инерционных методов, а также обосновать и регламентировать необходимый уровень очистки отработанного воздуха с учетом возросших экологических требований.

С целью разработки методов и способов улучшения эффективности очистки атмосферного воздуха проводился анализ публикаций о новых технических решениях в области очистки воздуха от пыли и физико-химических

Семенихин О.А., 2012

свойств улавливаемой пыли, а также работы по исследованию различных видов очистного оборудования с целью выдачи рекомендаций по их применению.

В настоящее время для улавливания производственной пыли широко применяются установки сухой очистки циклонного типа.

Метод центробежного осаждения частиц из запыленного потока газа, получивший широкое распространение в промышленности, является едва ли не единственным в случае умеренных объемных расходов газа, что весьма характерно для сушильных и иных установок в пищевой промышленности. Это объясняется простотой устройства и достаточно высокой эффективностью центробежных пылеоса-дителей - циклонов.

Работа этих аппаратов исследовалась рядом авторов [2,3]. Однако движение газа в циклоне носит весьма сложный характер и несмотря на большое число теоретических работ требует дальнейшего изучения.

Анализируя данные, определяющие фракционную эффективность очистки, удельные затраты энергии, пропускную способность пылеуловителей и другие характеристики применяющихся аппаратов, а также особенности их работы на производстве мы пришли к выводу, что среди сравниваемых аппаратов сухой очистки ни один не превосходит другие по всем важнейшим показателям.

ВестникВГУИТ, № 4, 2012

Достижение более высокой эффективности очистки приводит к увеличению удельных затрат энергии, либо значительному усложнению конструкции аппарата, увеличение производительности по воздуху ведет к переходу ламинарного режима течения в турбулентный и, как следствие, к ухудшению пылеулавливания.

Совершенствование циклонов ведется в направлениях увеличения эффективности очистки и снижения удельных энергозатрат.

Нами проводились исследования разработанной конструкции установки комбинированной очистки воздуха (рис. 1).

Рис. 1. Центробежный аппарат очистки воздушных выбросов

Установка работает следующим образом. Загрязненный воздушный поток под давлением подается во входной патрубок 1 и, проходя через газожидкостный инжектор 2, создает в районе входа патрубка 3 пониженное давление, под действием которого очищающая жидкость из корпуса 4 всасывается по патрубку и смешивается с воздушным потоком. Затем благодаря тангенциальному расположению инжектора, выходя из его полости, поток закручивается по спирали и опускается вниз.

Во внутренней полости инжектора и цилиндрической части корпуса тонкораспыленная очищающая жидкость перемешивается с воздушным потоком. При этом в активном объеме аппарата создается высокоразвитая поверхность контакта фаз, происходит коагуляция частиц и придание им гидрофильных свойств, что способствует эффективной очистке газа. Очищенный воздух проходит каплеуловитель и удаляется через патрубок для отвода очищенного газа. Очищающая жидкость по стенкам корпуса стекает в бункер 6 корпуса.

В цилиндрической части корпуса создается избыточное давление, которое достигается благодаря разности выходного диаметра инжектора и выходного патрубкa d для отводa очищенного воздушного потока.

Для экспериментальной проверки экс-плyaтaционных покaзaтелей paзpaботaʜʜoй установки и оценки ее конструктивных особенностей были проведены исследования гид-paʙлического сопротивления в зaʙисимости от уровня очищaющей жидкости ʙ aппapaте и входной скорости.

Установлено, что гидравлическое сопротивление возpacтaeт с увеличением скорости воздушного потокa и уменьшением paccтояния между поверхностью жидкости и выхлопной трубой аппарата. Нами получены численные показатели, свидетельствующие о зависимости чисел Эйлера от соответствующих параметров, характеризующих гидродинамику аппарата.

В результaте обpaботки опытных дaʜʜых получен явный вид критериaльногo ypaʙʜeʜия для pacчетa гидpaʙлического сопротивления аппарата:

0,151             0,39

AP л( ю2 D ) ( V2D ) ( H ) 0,181 ------= 117 ------- ------- I I , prV2г ( 2nv J ( v J , d J где АР - гидравлическое сопротивление, Па; рг -плотность газа, кг/м3; v - коэффициент кинематический вязкости, м3/с; V - скорость газа в полном сечении аппарата, м/с; го - угловая скорость потока, рад/с; D - диаметр аппарата, м; d - диаметр выходного патрубка для отвода очищенного газа, м; Н - расстояние от уровня очищающей жидкости до выходного патрубка, м.

ВестникВГУИЖ № 4, 2012________

Полученные р езультаты представлены на

Рис. 2. Зависимость гидравлического сопротивления от конструкционных особенностей аппарата, H/D: кривая 1 - 0,1 , кривая 2 - 1, кривая 3 - 1,4.

Полученные данные можно использовать при проектировании соответствующих аппаратов.