Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах
В статье приведены результаты испытаний центробежных фильтров при улавливании графитовой и коксовой пыли. Эффективность очистки газов от пыли в центробежных фильтрах на порядок больше, чем в циклонах. У статті наведено результати випробувань відцентрових фільтрів при вловлюванні графітового та коксо...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60784 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах / Д.А. Серебрянский, Е.В. Новаковский // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 55-61. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860239480611405824 |
|---|---|
| author | Серебрянский, Д.А. Новаковский, Е.В. |
| author_facet | Серебрянский, Д.А. Новаковский, Е.В. |
| citation_txt | Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах / Д.А. Серебрянский, Е.В. Новаковский // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 55-61. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | В статье приведены результаты испытаний центробежных фильтров при улавливании графитовой и коксовой пыли. Эффективность очистки газов от пыли в центробежных фильтрах на порядок больше, чем в циклонах.
У статті наведено результати випробувань відцентрових фільтрів при вловлюванні графітового та коксового пилу. Ефективність очищення газів від пилу у відцентрових фільтрах на порядок більша, ніж у циклонах.
The results of tests of centrifugal filters in catching graphite and coke dust are presented. The efficiency of cleaning of gases from dust in centrifugal filters is by an order of magnitude than higher in cyclones.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:28:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
Выводы
Предложен инженерный метод расчета про=
цессов тепло= и массообмена в механических
скрубберах, использование которого позволяет
по известным начальным параметрам и расходам
взаимодействующих сред рассчитывать конеч=
ные параметры газа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нестеренко А.В. Основы термодинамичес=
ких расчетов вентиляции и кондиционирования
воздуха. – М.: Высшая школа,1971. – 460 с.
2. Приемов С.И , Дубчак М.З. Расчетная мо=
дель эффективности теплообмена в скруббере
Вентури при охлаждении ненасыщенного пара=
ми воздуха //Строительные материалы, изделия
и санитарная техника. – К.: Будівельник. – 1981. –
Вып. 4. – С.80–84.
3. Бондарь А.Г.,Статюха Г.А. Планирование
эксперимента в химической технологии. – К.:
Вища школа, 1976. – 184 с.
4. Дубинская Ф.Е. Некоторые вопросы тепло=
обмена в скрубберах Вентури при охлаждении
ненасыщенных парами газов// Промышленная и
санитарная очистка газов. НТРС. – 1975. – № 2. –
С. 2–8.
5. Вальдберг А.Ю.,Исянов Л.М.,Тарат Е.Я.
Технология пылеулавливания. – М.: Машиност=
роение, 1985. – 192 с.
6. Савицкая Н.М., Вальдберг А.Ю., Лари*
на Т.В. Приближенный расчет температуры
мокрого термометра //Промышленная и
санитарная очистка газов. НТРС. – 1980. –
№ 2. – С. 6.
7. Андреев Е.И. Расчет тепло= и массообмена
в контактных аппаратах. – Л.: Энергоатомиздат,
1985. – 192 с.
8. Таньковский Р.Ю. Разработка способа улав=
ливания пыли кормовых дрожжей с целью сни=
жения потерь при сушке распылением и защиты
окружающей среды. Дисс. … канд.техн.наук: – К.,
1984, – 166 с.
Получено 30.03.2009 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 55
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
У статті наведено результати випро#
бувань відцентрових фільтрів при влов#
люванні графітового та коксового пилу.
Ефективність очищення газів від пилу у
відцентрових фільтрах на порядок більша,
ніж у циклонах.
В статье приведены результаты ис#
пытаний центробежных фильтров при
улавливании графитовой и коксовой
пыли. Эффективность очистки газов от
пыли в центробежных фильтрах на поря#
док больше, чем в циклонах.
The results of tests of centrifugal filters
in catching graphite and coke dust are pre#
sented. The efficiency of cleaning of gases
from dust in centrifugal filters is by an order
of magnitude than higher in cyclones.
УДК621.928.9
СЕРЕБРЯНСКИЙ Д.А.1, НОВАКОВСКИЙ Е.В.2
1Институт технической теплофизики НАН Украины
2Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”
ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ПЫЛИ
В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ФИЛЬТРАХ
dч– диаметр частицы;
n – количество каналов в центробежном фильтре;
t – температура газа;
ε – коэффициент уноса;
η – коэффициент улавливания.
Центробежные фильтры разделяют фазы гете=
рогенных газовых потоков [1]. Они могут ис=
пользоваться в качестве пылеулавливающих ап=
паратов в различных отраслях промышленности.
В основе конструкции центробежных фильтров
лежит система последовательно соединённых
криволинейных каналов с одинаковыми углами
поворота ϕ = π и равными площадями попереч=
ных сечений (рис. 1) [2]. Каналы образуются дву=
мя плоскими стенками и цилиндрическими по=
луобечайками разной кривизны. Замкнутый
контур возникает в двух соседних каналах при
наличии эксцентриситета между осями враще=
ния нечётных и чётных полуобечаек (рис. 1).
Центробежный фильтр работает следующим
образом: запыленный газовый поток по танген=
циальному входному патрубку 1 поступает в се=
парационную камеру 8. Вследствие движения по
криволинейной траектории твердые частицы
концентрируются на периферии каждого из ка=
налов 6 и выводятся из них через зазоры 7 в пре=
дыдущий по ходу движения потока канал. Из
первого и второго по ходу потока каналов 6 пыль
вместе с частью газа поступает через кольцевую
щель 4 в цилиндрический бункер – пылесборник
3, где большая масса частиц оседает, а продолжа=
ющие витать наиболее легкие (мелкие) фракции
возвращаются через щели 7 в зону активной се=
парации (каналы) и снова сепарируются. В ре=
зультате организации внутренних (циркулирую=
щих) потоков в системе каналов образуется дина=
мический газопылевой слой, который и является
фильтром для вновь поступающих на очистку га=
за частиц.
Эффективность улавливания и гидравличес=
кое сопротивление центробежного фильтра на
расход газов до 300 м3/ч полидисперсной пыли
расчётным методом определялись при помощи
компьютерного моделирования. Исходные дан=
ные для расчёта следующие: температура воздуха –
20 оС; плотность воздуха – 1,293 кг/м3; объёмный
расход газов – 300 м3/ч. Расчётная область состав=
ляла 817 тыс. ячеек, из которых 300 тыс. расчётных
ячеек заняты текучей средой (воздухом).
Аэродинамический расчёт позволил опреде=
лить поля скоростей и давлений в системе кана=
лов центробежного фильтра. Гидравлическое
сопротивление по результатам расчётов состави=
ло 686 Па.
После получения результатов аэродинамичес=
ких расчётов рассчитывалась эффективность
осаждения пыли различных фракций по каналам
центробежного фильтра. Задавалось равномер=
ное распределение частиц пыли по сечению
входного патрубка. Плотность пыли – 1930 кг/м3.
Результаты расчёта приведены на рис. 2.
Из приведенных рисунков видно, напри=
мер, что частицы пыли диметром около 20 мкм
56 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. 1. Центробежный фильтр в четырёхканальном исполнении:
1 – входной патрубок; 2 – выходной патрубок; 3 – конический бункер; 4 – кольцевая щель;
5 – днище головки; 6 – криволинейные каналы; 7 – рециркуляционные щели; 8 – сепарационная камера.
осаждаются преимущественно в первом кана=
ле, “проходя” угол, равный 96о; частицы диа=
метром 15 мкм преодолевают два канала и по=
ворачиваются на угол, равный примерно 400о.
Частицы диаметром 10 мкм относительно рав=
номерно распределяются по всему сечению
первого канала и начинают концентрировать=
ся у стенок второго и последующих каналов,
образуя циркулирующий возвратный поток че=
рез щели в предыдущие по ходу движения газа
каналы.
Результаты расчётов коэффициента улавлива=
ния в зависимости от диаметра улавливаемой
пыли приведены на рис. 3.
Из приведенного рисунка можно сделать вы=
вод о незначительной зависимости коэффициен=
та улавливания в шестиканальном фильтре от ди=
аметра частиц, начиная с 5…6 мкм.
Таким образом, получено удовлетворитель=
ное согласование с расчётной зависимостью,
предложенной в [3], в которой коэффициент
улавливания зависит лишь от числа каналов в
аппарате:
.
Так, в соответствии с этой расчётной зависи=
мостью унос пыли из шестиканального центробеж=
1
1
1 2
n−ε =
+
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 57
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. 2. Зависимость осаждения пыли в центробежном фильтре от угла поворота.
ного фильтра должен составлять 97% (при условии
оседании 50% частиц в первом канале фильтра, а
при условии оседании 60% частиц в первом канале
эффективность улавливания – 98%).
Центробежные фильтры находят в последнее
время широкое применение в различных отрас=
лях промышленности. Их высокая эксплуатаци=
онная надёжность подтверждена более чем 7=ми
летним опытом безотказной работы в системе га=
зоочистки барабанной сушилки на Молдавском
металлургическом заводе в условиях, в которых
ранее установленные циклоны ЦН=15 истира=
лись каждые полгода [3–4].
К недостатку, ограничивающему широкое
распространение центробежного фильтра, можно
отнести несколько повышенные габаритные раз=
меры. Так, например, шестиканальный центро=
бежный фильтр производительностью по очища=
емому газу до 10 тыс. м3/ч имеет диаметр – 2,6 м,
высоту – примерно 3500 мм (без бункера пыле=
сборника).
Снижения габаритных размеров центробеж=
ного фильтра можно достичь двухуровневой ком=
поновкой системы каналов в сепарационной го=
ловке аппарата [5].
При двухуровневой компоновке системы ка=
налов появляется возможность регулировки про=
изводительности путём установки во входных
патрубках шиберов. Регулировка производитель=
ности имеет позиционный характер – работает
либо один, либо два уровня для сохранения опти=
мальных значений скоростей в криволинейных
каналах центробежного фильтра (т.е. 50 и 100%
производительности по очищаемому газу). Ши=
беры служат также для проведения периодичес=
ких продувок внутренних поверхностей от пыли
при повышенных скоростях газового потока.
Для экспериментальной проверки работос=
пособности такого аппарата был спроектирован
и изготовлен двухуровневый центробежный
фильтр на расход газов до 600 м3/ч (ЦФ 2=6=06)
(рис. 4).
Сравнительные промышленные испыта=
ния двухуровневого центробежного фильтра
ЦФ 2=6=06 и циклона ЦН=15 ∅ 400 мм были про=
ведены на Побужском ферроникелевом заводе в
системе аспирации станка обработки графита в
2008 году. Испытания проводились по методике
МВВ=081/12=0161=05.
Результаты испытаний приведены в табл.1.
В результате проведенных испытаний было
установлено, что при оптимальном режиме работы
ЦФ 2=6=06 (его проектная производительность
600 м3/ч) достигается эффективность очистки
98,9%. Получено удовлетворительное согласова=
ние проведенного расчёта (при помощи компью=
58 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. 3. Зависимость коэффициента улавливания в
шестиканальном центробежном фильтре от
диаметра частиц.
Рис. 4. Двухуровневый шестиканальный
центробежный фильтр производительностью
до 600 м3/ч (ЦФ 2!6!06).
терного моделирования) с реальными значения=
ми гидравлического сопротивления центробеж=
ного фильтра ЦФ 2=6=06. Расчётное значение эф=
фективности очистки – 98%, а полученное в ходе
испытаний составило 98,9%.
Промышленный образец двухуровневого шес=
тиканального центробежного фильтра ЦФ 2=6=8
на производительность по очищаемому газу до
8000 м3/ч был спроектирован, изготовлен и
смонтирован для системы газоочистки прока=
лочной печи коксовой шихты Запорожского ти=
таномагниевого завода (рис. 5). Фильтр имел сле=
дующие размеры: диаметр – 1550 мм; высота –
2490 мм (без бункера пылесборника).
Центробежный фильтр заменил на установке
циклон СИОТ № 9. Результаты сравнительных
испытаний приведены в табл. 2. Испытания про=
водились по методике МВВ=081/12=0161=05.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 59
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Та б л . 1 . Сравнительные испытания циклона ЦН15 и центробежного фильтра ЦФ 2=6=06
Та б л . 2 . Сравнительные испытания циклона СИОТ №9 и центробежного фильтра ЦФ 2=6=8
Рис. 5. Двухуровневый
шестиканальный
центробежный фильтр
производительностью до
8000 м3/ч (ЦФ 2!6!8).
Дисперсионный анализ пыли на входе в двух=
уровневый центробежный фильтр, проведен=
ный при помощи 11=ти ступенчатого импактора
НИИоГАЗа показал, что средний медианный ди=
аметр пыли составляет 7,2 мкм при величине
стандартного отклонения σ = 2,1 (табл. 3).
Приведем сравнительный расчёт улавливания
пыли при гидравлическом сопротивлении по=
рядка 1000 Па в типовых циклонах по методике
[6], работающих в условиях, аналогичных приве=
денным в табл. 2.
Исходные данные для расчёта следующие:
расход газов – 8000 м3/ч; t = 125 оC; медианный
диаметр пыли – 7,2 мкм; σп = 2,1; вязкость газа –
22·10–6 Па·с; плотность пыли – 1450 кг/м3. Ре=
зультаты приведены в табл. 4.
Из таблицы видно, что унос пыли из центро=
бежного фильтра (ЦФ 2=6=8) более чем на поря=
док ниже, чем в типовых циклонах при тех же
уровнях энергозатрат.
Выводы
1. Унос пыли из центробежного фильтра бо=
лее чем на порядок ниже, чем в типовых циклонах
при сравнимых гидравлических сопротивлениях.
2. Разработанная двухуровневая компоновка
системы каналов в центробежном фильтре поз=
60 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Та б л . 3 . Дисперсионный анализ в газоходе (вход в ЦФ 2=6=8)
Табл. 4. Эффективность улавливание коксовой пыли типовыми циклонами и в центробежном
фильтре (ЦФ 2=6=8) при гидравлическом сопротивлении порядка 1000 Па
волила вдвое уменьшить диаметр центробежных
фильтров. Эффективность работы и гидравли=
ческое сопротивление такой конструкции прове=
рены в промышленных условиях на аппаратах
производительностью 600 и 8000 м3/ч.
3. Получено удовлетворительное согласова=
ние расчётов эффективности улавливания пыли
в центробежном фильтре при помощи компью=
терного моделирования и расчётной зависимос=
ти, учитывающей лишь количество каналов в ап=
парате.
ЛИТЕРАТУРА
1. Серебрянский Д.А. Повышение эффектив=
ности газоочистки тепловых энергетических уста=
новок. Дис. канд. техн. наук: – Одесса, 2004, – 148 с.
2. Буров А.И. Гидравлика стратифицирован=
ных криволинейных течений в аппаратах с об=
ратными связями. Дис. д=ра. техн. наук: – Одес=
са, 1991, – 278 с.
3. Балан С.А., Буров А.И., Буров А.А., Серебря*
нский Д.А. Аппарат с замкнутыми контурами /
Сб. научных статей „Экология и здоровье чело=
века. Охрана водного и воздушного бассейнов.
Утилизация отходов”. – Харьков, 2002.
4. Буров А.А, Серебрянский Д.А. Лепихин А.П.,
Деревянченко И.В. Использование пылеуловите=
лей новой конструкции вместо циклонов // Ме=
таллург. – 2004. – № 5 – С. 23–27.
5. Заявка на патент Украины № а 2007 14002
от 10.01.2008.
6. Приёмов С.И. К расчету эффективности
золоулавливания и гидравлического сопротивле=
ния циклонных аппаратов // Пром. теплотехни=
ка. – 2004. – Т. 26, № 4 – С. 47– 52.
Получено 20.03.2009 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 61
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60784 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:28:03Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Серебрянский, Д.А. Новаковский, Е.В. 2014-04-19T17:17:04Z 2014-04-19T17:17:04Z 2009 Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах / Д.А. Серебрянский, Е.В. Новаковский // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 55-61. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60784 621.928.9 В статье приведены результаты испытаний центробежных фильтров при улавливании графитовой и коксовой пыли. Эффективность очистки газов от пыли в центробежных фильтрах на порядок больше, чем в циклонах. У статті наведено результати випробувань відцентрових фільтрів при вловлюванні графітового та коксового пилу. Ефективність очищення газів від пилу у відцентрових фільтрах на порядок більша, ніж у циклонах. The results of tests of centrifugal filters in catching graphite and coke dust are presented. The efficiency of cleaning of gases from dust in centrifugal filters is by an order of magnitude than higher in cyclones. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Использование и сжигание топлива Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах Gas cleaning from dust in centrifugal filters Article published earlier |
| spellingShingle | Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах Серебрянский, Д.А. Новаковский, Е.В. Использование и сжигание топлива |
| title | Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах |
| title_alt | Gas cleaning from dust in centrifugal filters |
| title_full | Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах |
| title_fullStr | Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах |
| title_full_unstemmed | Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах |
| title_short | Очистка газов от пыли в центробежных фильтрах |
| title_sort | очистка газов от пыли в центробежных фильтрах |
| topic | Использование и сжигание топлива |
| topic_facet | Использование и сжигание топлива |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60784 |
| work_keys_str_mv | AT serebrânskiida očistkagazovotpylivcentrobežnyhfilʹtrah AT novakovskiiev očistkagazovotpylivcentrobežnyhfilʹtrah AT serebrânskiida gascleaningfromdustincentrifugalfilters AT novakovskiiev gascleaningfromdustincentrifugalfilters |