К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами
Определены численные значения коэффициентов, необходимых для использования „энергетического метода” расчета общей эффективности пыле- и золоулавливания в зернистых фильтрах, и получена зависимость для оценки величины оптимальной скорости фильтрации. Визначено числові значення коефіцієнтів, необхідни...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Datum: | 2007 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61301 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами / С.И. Приемов, В.Н. Заболотный // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 6. — С. 46-51. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860248475340374016 |
|---|---|
| author | Приемов, С.И. Заболотный, В.Н. |
| author_facet | Приемов, С.И. Заболотный, В.Н. |
| citation_txt | К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами / С.И. Приемов, В.Н. Заболотный // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 6. — С. 46-51. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Определены численные значения коэффициентов, необходимых для использования „энергетического метода” расчета общей эффективности пыле- и золоулавливания в зернистых фильтрах, и получена зависимость для оценки величины оптимальной скорости фильтрации.
Визначено числові значення коефіцієнтів, необхідних для використання „енергетичного методу” розрахунку загальної ефективності пило- і золовловлювання у зернистих фільтрах, та одержано залежність для оцінки величини оптимальної швидкості фільтрації.
In the articles numerical values of factors for use of “energy method” of the calculation of the efficiency of dust and ash catehment by granular filters are determined and the dependence for the value assessment of optimal speed of filtration is received.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:39:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
В последнее время наметилась тенденция созда;
ния пыле;и золоулавливающих аппаратов с фильтру;
ющей насадкой из зернистых материалов для исполь;
зования в различных отраслях промышленности (в
том числе и в малых котельных). Причиной этого
является как ряд их преимуществ, в сравнении с
другими пылеуловителями, так и тенденция роста
цен на энергоносители и др. Этим можно объяс;
нить повышенный интерес к разработке новых
конструкций зернистых фильтров и методов расче;
та основных характеристик их работы – эффектив;
ности пыле; и золоулавливания и др.
Для расчета эффективности улавливания пыли
сухих и мокрых пылеуловителей (циклонного типа,
скрубберов Вентури и др.) существует два основных
метода – фракционный и энергетический [1, 2].
Фракционный метод базируется на знании
двух параметров дисперсности пыли на входе в
46 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 6
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Визначено числові значення ко)
ефіцієнтів, необхідних для використання
„енергетичного методу” розрахунку за)
гальної ефективності пило) і золовлов)
лювання у зернистих фільтрах, та одер)
жано залежність для оцінки величини
оптимальної швидкості фільтрації. Ме)
тод дозволяє (без традиційно застосо)
вуваних спеціальних таблиць, графіків,
транспортирів) з високою точністю ви)
конувати розрахунки ще на стадії проек)
тування і підбору пиловловлюючого ус)
таткування.
Определены численные значения ко)
эффициентов, необходимых для ис)
пользования „энергетического метода”
расчета общей эффективности пыле) и
золоулавливания в зернистых фильтрах,
и получена зависимость для оценки ве)
личины оптимальной скорости фильтра)
ции. Метод позволяет (без традиционно
используемых специальных таблиц,
графиков, транспортиров) с высокой
точностью выполнять расчеты еще на
стадии проектирования и подбора пы)
леулавливающего оборудования.
In the articles numerical values of fac)
tors for use of “energy method” of the cal)
culation of the efficiency of dust and ash
catehment by granular filters are deter)
mined and the dependence for the value
assessment of optimal speed of filtration is
received. The method allows (without tradi)
tionally used special tables, graphs, and
protractors) to execute the calculations on
the stage of design and dust)collection
equipment selection with high accuracy.
УДК 697.98
ПРИЕМОВ С.И.1, ЗАБОЛОТНЫЙ В.Н.2
1Институт технической теплофизики НАН Украины
2Глуховецкий горно<обогатительный каолиновый комбинат
К РАСЧЕТУ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЫЛЕ) И
ЗОЛОУЛАВЛИВАНИЯ ЗЕРНИСТЫМИ ФИЛЬТРАМИ
d3 – диаметр зерен фильтра;
d50 – медианный диаметр пыли;
dη50 – диаметр частиц, улавливаемых в пылеуло;
вителе с эффективностью 50%;
Нсл – высота слоя зернистого заполнителя;
Кт – удельная энергия, затрачиваемая на пыле;
улавливания;
Кн, Кк – начальная и конечная концентрация пыли;
Lг – расход очищаемого газа;
Nч – число единиц переноса;
ΔР – гидравлическое сопротивление пылеуловителя;
q – удельная газовая нагрузка;
tг – температура газа;
V – скорость;
η – общая степень очистки;
ρп – плотность пыли;
σп, ση – дисперсия распределения частиц пыли по
размерам и распределения фракционных
эффективностей очистки пылеуловителя;
ξ – коэффициент гидравлического сопротивле;
ния пылеуловителя;
ПДВ – предельно;допустимые выбросы из пыле;
уловителя.
Индексы:
опт – оптимальный;
кр – критический;
г – газ;
зф – зернистые фильтры;
св – скруббер Вентури.
аппарат (d50, σп) и двух параметров пофракцион;
ной степени очистки (dη50, ση).
Степень очистки потока от пыли оценивается
по зависимости
, (1)
где . (2)
Для основных пылеулавливающих аппаратов по;
лучены зависимости для оценки величин (dη50, ση).
Например, для наиболее распространенных
пылеуловителей – циклонов и скрубберов Венту;
ри величины dη50 рассчитываются по зависимос;
тям [3, 4]:
– для циклонов, (3)
– для скрубберов Вентури. (4)
Однако наиболее точно эффективность пыле;
улавливания может быть рассчитана с помощью
так называемого “энергетического метода”, при
котором эффективность рассматривается как
функция затрат энергии [2].
Эффективность пылеулавливания является
экспоненциальной функцией и может быть за;
писана в виде
, (5)
где А и В – экспериментально определяемые ко;
эффициенты.
В интервале высоких значений коэффициен;
тов очистки (0,98...0,99) изменения величины η
малоощутимы, поэтому здесь часто используется
понятие числа единиц переноса, аналогичное
применяемому в процессах с тепло; и массооб;
менном.
Число единиц переноса находят по формуле [2]
. (6)
Из (5) и (6) следует, что
. (7)
Для пылей ряда производств найдены значе;
ния коэффициентов А и В.
Например, при улавливании в скрубберах Вен;
тури каолиновой пыли А = 2,34 · 10–4; В = 1,115 [2].
Значение Кт , найденное из (7), позволяет оп;
ределить гидравлическое сопротивление пыле;
уловителя и выбрать необходимые тягодутьевые
устройства.
В настоящей работе сделана попытка исполь;
зования “энергетического метода” расчета об;
щей эффективности очистки зернистыми фильт;
рами по зависимостям, аналогичным (5 – 7).
Авторами проведены исследования по фильт;
рации запыленных газов с каолиновой пылью
после сушильных барабанов в зернистых фильт;
рах в диапазоне скоростей, принимаемых при
очистке промышленных газов (0,15…0,6 м/с). В
качестве наполнителя использовался кварцевый
песок (с эквивалентным диаметром зерна 2,5 мм)
высотой – 0,15...0,2 м. Установлено, что опти;
мальная скорость газов в зернистом слое удовле;
творительно описывается зависимостью вида
. (8)
Расчеты по (8) удовлетворительно совпадают
и с экспериментальными данными работы [ 5 ], в
которой сделан вывод о том, что для улавлива;
ния мелкодисперсных пылей с размером частиц
1≤ d50≤5 мкм пригодны слои толщиной 0,15…0,18 м
с размерами зерен в пределах 1,5… 3 мм (эквива;
лентный диаметр 2...2,5 мм), при скоростях
фильтрации от 0,18 до 0,25 м/с.
В табл. 1 приведены данные по исследованию
эффективности пылеулавливания различных
пылей зернистыми фильтрами [6–13].
В графе 11 табл.1 приведены расчетные значе;
ния оптимальных скоростей, рассчитанные по
зависимости (8), в графе 12 – значения критиче;
ских скоростей газа, (при которых η = ηmin) рас;
считанные по зависимости [5]
.
Как видно из данных табл. 1, основные пара;
метры работы зернистых фильтров (d3, Vг, Нсл) во
кр 3
6,3V d≅
0,3
опт 3
0,044V d −=
B
ч T
N AK=
ч
1
ln
1
N =
− η
B
T
1 exp( )AKη = − −
0,645
50 T
188,32d K −
η =
0,51
50
64,35( )
o
d −
η = ξ
50 50
2 2
lg lg
lg lg
п
d d
t
η
η
−
=
σ + σ
2
2
общ
1
Ф( ) (exp)
2
t t
t dt
−
−∞
η = = ∫
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 6 47
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
48 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 6
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Т
а
б
л
.
1
.
Д
а
н
н
ы
е
п
о
э
ф
ф
е
к
т
и
в
н
о
с
т
и
п
ы
л
е
у
л
а
в
л
и
в
а
н
и
я
з
е
р
н
и
с
т
ы
м
и
ф
и
л
ьт
р
а
м
и
всех рассматриваемых работах были практически
оптимизированы, т.е. соответствовали условиям
достижения максимальной эффективности пы;
леулавливания.
На рис. приведены данные по зернистым
фильтрам (линия 1) в логарифмических коорди;
натах, а для сравнения (линия 2) и данные, ха;
рактеризующие очистку газов от каолиновой пы;
ли в скрубберах Вентури [14 ].
В таких координатах формула (7) представляет
собой прямую линию, тангенсом угла наклона
которой к оси абсцисс является В. Величину А
находят при пересечении прямой с линией, со;
ответствующей значению Кт = 1.
Для очистки газов в зернистых фильтрах нами
определены следующие значения величин А и В в
формулах (5) и (7):
А = 6,6·10–3; В = 0,89.
Таким образом, эффективность очистки от
пыли в зернистых фильтрах может быть опреде;
лена по зависимостям:
; (9)
. (10)
В табл. 2 приведены некоторые результаты
расчетов по (9) и (10) для разных величин Кт для
зернистых фильтров и экспериментальные дан;
ные испытаний труб Вентури при очистке от ка;
олиновой пыли [ 14 ].
Как видно из табл. 2, в зернистых фильтрах,
например, при улавливании высокодисперсной
каолиновой пыли (d50 ~ 2 мкм) можно в 2,0…3 ра;
за иметь меньшие величины удельной энергии,
затрачиваемой на пылеулавливание (Кт), чем в
наиболее универсальном из скрубберов – в
скруббере Вентури.
Например, для условий очистки газов от пыли
каолина после сушильных барабанов Глуховец;
кого ГОКК (ПДВ = 0,5 г/с, Lг = 25,7 тыс.м3/ч,
Кн = 2 г/м3, Кк = 0,07 г/м3)
;
,
откуда Кт = 1097 кДж/1000 м3.
3,352
ч
N =
96,5 %н к
н
100
К К
К
⎛ ⎞−
η = =⎜ ⎟
⎝ ⎠
3 0,89
ч T
6,6 10N K−=
3 0,89
T
1 exp( 6,6 10 )K−η = − −
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 6 49
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. Зависимость эффективности пылеулавливания от энергетических затрат:
1 – в зернистых фильтрах; 2 – каолиновой пыли в скруббере Вентури.
·
·
Из табл. 2 видно, что при η = 96,5 % и Nч = 3,352
потребуется величина удельных энергозатрат
Кт = 1100 кДж/1000 м3 , что соответствует необхо;
димому напору 1100 Па.
При анализе данных, полученных путем рас;
четов эффективности пылеулавливания в зерни;
стых фильтрах, и данных исследований разных
авторов (табл. 1) (при оптимальных условиях) об;
ращает на себя внимание важный факт практиче;
ского отсутствия влияния дисперсности улавлива;
емой пыли (d50 ≈ 0,45…15 мкм) на эффективность
очистки, т.е. на величины d50 и σп.
Такой вывод удовлетворительно коррелирует с
данными Красовицкого Ю.В. [ 15 ].
Это свидетельствует о том, что использование,
например, фракционного метода для расчета эф;
фективности пылеулавливания по (1) и (2) в зер;
нистых фильтрах может привести к неадекватно;
му описанию процесса очистки.
В графах 16 и 17 табл. 1 приведены данные сопо;
ставления экспериментальных и расчетных эффек;
тивностей очистки в зернистых фильтрах. Среднее
отклонение расчетных и экспериментальных дан;
ных по эффективности пылеулавливания состав;
ляет не более 1,2 %. Это свидетельствует о высокой
точности расчетов эффективности улавливания
пылей различной дисперсности в зернистых филь;
трах по предлагаемому – “энергетическому мето;
ду”. Таким образом, использование предложенных
зависимостей (8 – 10) позволяет более точно рас;
считывать пыле; и золоуловители с зернистыми
наполнителями еще на стадии проектирования или
при изменившихся требованиях в условиях произ;
водства, а также резко сократить затраты време;
ни и объем экспериментальных работ при разра;
ботке новых видов зернистых пыле; и золоулови;
телей для решения различных технологических
задач энергетики и других отраслей промышлен;
ности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И.,
Решидов Н.К. Очистка промышленных газов от
пыли. – М.: Химия, – 1981. – 392 с.
2. Справочник по пыле; и золоулавливанию.
Под общ. Ред. А.А. Русанова. – М.: Энергоато;
миздат, 1975. –312 с.
3. Вальдберг А.Ю. К расчету эффективности
мокрых пылеуловителей //Теор.основы хим.тех;
нологии. –1987. – № 3. – С. 407 – 411.
4. Вальдберг А.Ю., Кирсанова Н.С. К расчету
эффективности циклонных пылеуловителей
//Теор.основы хим.технологии. –1989. – Т. 23,
№4. – С. 555–556.
5. Волобуев В.Е., Куркин В.П. Выбор рацио;
нальных скоростей фильтрации в зернистых
слоях // Промышленная и санитарная очистка
газов. – 1982. – № 3. – С. 10–11.
6. Сидоренко Н.А., Багдасарова В.А., Башкар<
дин В.Я. Зернистые фильтры для очистки газов
регенерации шарикового катализатора с устано;
вок каталитического крекинга //Химия и техно;
логия топлив и масел. –1979. – № 8. – С. 16 – 17.
7. Башкардин В.Я., Красовицкий Ю.В., Серга<
чева В.Н. Регенерация зернистых фильтров мето;
50 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 6
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Та б л . 2 . Расчетная эффективность очистки от пыли в зернистых фильтрах и от каолиновой пыли
в скруббере Вентури
дом импульсного псевдоожижения слоя // Про;
мышленная и санитарная очистка газов. – 1981. –
№ 2. – С. 2 –3.
8. Чумарный В.И., Алексеев Н.И., Волобуев В.Е.
и др. Очистка газов сушильного барабана от маг;
незитовой пыли зернистым фильтром с движу;
щимся слоем // Промышленная и санитарная
очистка газов. –1976. – № 3. – С. 1–3.
9. Чумарный В.И., Акимова Н.А., Суханов В.М.
Очистка газов руднотермических печей в зернис;
тых фильтрах //Цветные металлы. – 1978. – № 7. –
С. 69–70.
10. Волобуев В.Е., Гончаренко В.К., Куркин В.П.
Влияние проницаемости зернистых слоев на
процесс фильтрации запыленного газа // Про;
мышленная и санитарная очистка газов. – 1979. –
№ 1. – С. 10–11.
11. Степанец Л.Г., Вавилов В.А., Измоденов Ю.А.
и др. Очистка газов электросталеплавильных пе;
чей в аппаратах со стационарной зернистой на;
садкой //Сталь. – 1987. – № 3. – С. 100–103.
12. Башкардин В.Я., Сагалевич Ю.Д., Басаргин Б.Н.
и др. Очистка газов в зернистых фильтрах при
производстве огнеупоров // Огнеупоры. – 1992. –
№ 10. – С. 38–42
13. Гончаренко В.К., Куркин В.П. Расчет эф;
фективности зернистых фильтров // Промыш;
ленная и санитарная очистка газов. – 1983. –
№ 3. – С. 6–7.
14. Брыляков В.Е., Ещенко Л.И. Результаты про;
изводственных исследований по обеспыливанию
тонкодисперсных каолиновых аэрозолей в турбу;
лентных промывателях //Тр. НИПИОСТРОМ. –
1973. – вып. VII. – С. 39–44.
15. Красовицкий Ю.В., Ермолаев М.И., Красо<
вицкая К.А., Лыгина В.Я. Некоторые особенности
планирования эксперимента при разработке эф;
фективных способов тонкой очистки газов в произ;
водстве полупроводниковых приборов. Планирова;
ние и автоматизация в научных исследованиях. –
М.: Сов. Радио, 1974. – С. 304–308.
Получено 01.10.2007 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 6 51
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61301 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:39:35Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Приемов, С.И. Заболотный, В.Н. 2014-04-30T06:56:16Z 2014-04-30T06:56:16Z 2007 К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами / С.И. Приемов, В.Н. Заболотный // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 6. — С. 46-51. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61301 697.98 Определены численные значения коэффициентов, необходимых для использования „энергетического метода” расчета общей эффективности пыле- и золоулавливания в зернистых фильтрах, и получена зависимость для оценки величины оптимальной скорости фильтрации. Визначено числові значення коефіцієнтів, необхідних для використання „енергетичного методу” розрахунку загальної ефективності пило- і золовловлювання у зернистих фільтрах, та одержано залежність для оцінки величини оптимальної швидкості фільтрації. In the articles numerical values of factors for use of “energy method” of the calculation of the efficiency of dust and ash catehment by granular filters are determined and the dependence for the value assessment of optimal speed of filtration is received. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Использование и сжигание топлива К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами On the calculation of the efficiency of dust and ash catchment by granular filters Article published earlier |
| spellingShingle | К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами Приемов, С.И. Заболотный, В.Н. Использование и сжигание топлива |
| title | К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами |
| title_alt | On the calculation of the efficiency of dust and ash catchment by granular filters |
| title_full | К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами |
| title_fullStr | К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами |
| title_full_unstemmed | К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами |
| title_short | К расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами |
| title_sort | к расчету эффективности пыле- и золоулавливания зернистыми фильтрами |
| topic | Использование и сжигание топлива |
| topic_facet | Использование и сжигание топлива |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61301 |
| work_keys_str_mv | AT priemovsi krasčetuéffektivnostipyleizoloulavlivaniâzernistymifilʹtrami AT zabolotnyivn krasčetuéffektivnostipyleizoloulavlivaniâzernistymifilʹtrami AT priemovsi onthecalculationoftheefficiencyofdustandashcatchmentbygranularfilters AT zabolotnyivn onthecalculationoftheefficiencyofdustandashcatchmentbygranularfilters |