Подготовка проектирования системы очистки от выбросов

Наряду с циклонами рукавные фильтры являются одним из основных видов пылеулавливающего оборудования и широко применяются на предприятиях РТИ. [18].

Так как циклон СК ЦН-34 обеспечивает малую эффективность очистки  от белой сажи на производстве клиновых ремней, то рационально применять двухступенчатую очистку. Проведя анализ литературных источников, в качестве фильтра первой очистки мы применяем циклон СК ЦН-34, в качестве второй— фильтр типа ФРКИ -30.

 

 

 

 

 

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   4. Выбор и расчет циклона

 

При расчете циклонов должна быть обеспечена необходимая эффективность  очистки при минимальных энергетических затратах (при минимальном гидравлическом сопротивлении), т.е. необходимо определять как эффективность очистки, так  и потери давления.

Для расчета циклонов необходимы следующие  данные: объемный расход газов, подлежащих обеспыливанию при рабочих условиях, Q=1500 м³/с; динамическая вязкость газа при рабочей температуре µ=22,6·10^-6 Па·с; плотность газа при рабочих условиях ρ_г=1,28 кг/м³; дисперсионный состав пыли, задаваемый медианным диаметром d_m=1,7 мкм, и среднее квадратическое отклонение в функции данного распределения частиц lg σ_ч=2,52; плотность частиц пыли ρ_ч=2150 кг/м³.

Расчет циклона следует производить  в следующей последовательности:

1) Задавшись типом циклона СК  ЦН-34, по таблицам определяем оптимальную  скорость газа в аппарате ν_опт=1.7 м/с и дисперсию распределения значений фракционной эффективности пылеуловителя lg σ_η=0,308.

2) Рассчитывают необходимую площадь  сечения циклонов, м²:

 

 

Рассчитываем групповой циклон.

3)Определяем диаметр циклона,  м, задаваясь количеством циклонов N:

 

 

Диаметр циклона округляем до величины из стандартного ряда диаметров. Выбираем два диаметра:

D₁ = 0,5м и D₂ = 0,6м

4) Вычисляем действительную скорость  газа в циклоне: 

 

 

 

Скорость в циклоне не отклоняется  более чем на 15% от оптимальной.

5) Рассчитываем коэффициент гидравлического  сопротивления одиночного циклона  или группы циклонов:

 

— коэффициент гидравлического  сопротивления одиночного циклона  диаметром 500 мм, выбираемой по таблице.  Индекс «c» означает, что циклон работает в гидравлической сети, а индекс «п» — без сети, т.е. работает прямо  на выхлоп в атмосферу; К₁ — поправочный коэффициент на диаметр циклона; К₂ — поправочный коэффициент на запыленность газа; К₃ — коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу.

=1050; К₁=1; К₂=1; К₃=0.

 

6) Определяем потери давления  в циклоне, Па, по формуле:

 

 

 

7) Взяв в таблице параметр d^Т₅₀, характеризующего парциальную эффективность выбранного типа циклона при указанных в таблице условиях (диаметре циклона, скорости потока, плотности пыли, динамической вязкости газа) определяют диаметр частиц, улавливаемых в аппарате на 50% при рабочих условиях:

 

 

 

8) Определяют параметр Х по  формуле:

 

 

 

9) По таблице определяем значения  Ф(Х) представляющее собой полный  коэффициент очистки газа, выраженных  в долях. [19]

Ф(Х)(0,5)=0,0– фактическая степень очистки 50 %

Ф(Х)(0,6)=0,5080– фактическая степень очистки 50,8%

 

Циклоны СК-ЦН-34 были pазpаботаны институтом НИИОГАЗ в 1969 году для улавливания  твepдых частиц вспомогатeльных систeм  пpоизводства тeхничeского углepода, а так жe послe peактоpов. Цeлeвоe назначeниe данных циклонов — сажeвоe пpоизводство.

В 1969 году циклон СК-ЦН-34 впервые был  предложен для промышленного  применения в реакторах и системах производства технического углерода. Впоследствии их стали применять  в сажегазовом производстве, для  пневмоуборки и аспирации в металлургической, химической, нефтяной и машиностроительной отраслях. Данные циклоны производятся в трех видах: с правым вращением, левым вращением. Рабочей средой для циклона СК-ЦН-34, предлагаемого  компанией "АСПГО Урал", являются любые газо-воздушные смеси, из которых  необходимо удалить взвешенные частицы. Основное технологическое назначение – сажевое производство. Изменение  целевого назначения допускается лишь после согласования с заводом-изготовителем. Комплектация циклонов различается  в зависимости от технологических  характеристик: без бункера и  с бункером.

Циклоны СК-ЦН-34  обычно нe пpимeняются в гpупповом исполнeнии, т.к.  пpи pавной с циклонами ЦН пpоизводитeльности имeют бóльшиe габаpитныe pазмepы. Изготавливаются циклоны пpавого и лeвого вpащeния, камepа очищeного газа выполнeна в видe «улитки». Циклоны подлeжат тeплоизоляции на мeстe монтажа. На циклонах пpeдусмотpeны устpойства для кpeплeния тeплоизоляции ГОСТ 17314-81. Mатepиал тeплоизоляции заводом-изготовитeлeм циклонов нe поставляeтся. [20]

            Циклоны СК-ЦН 34 нацелены на очистку  сажевоздушных смесей,сильнослипающихся  а также твердых пылевых частиц  в пневмотранспортных, пневмоуборочных  и аспирационных системах.

Циклоны типа СК-ЦН 34 имеют большие  габаритные размеры в сравнении  с цилиндрическими циклонами, поэтому, как правило, исполняются только в одиночном варианте.

СК-ЦН 34 являются коническим типом  циклонов, имеют более удлиненную конусовидную часть и спиральный выходной патрубок.

Также конические циклоны имеют  более высокую степень пылеулавливания. Исполняются с разносторонним вращением.

Циклоны представляют собой воздухоочистители, применяемые в производстве, для  освобождения воздушно-газовых смесей от твердых частиц. Циклонные установки  дифференцируются по различным критериям. Выделяют центробежно-инерционные  и гравитационные циклоны, прямоточные  и противоточные, а также классифицируемые по размеру улавливаемых частиц (для  частиц в 5,10,20 микрон).

Циклон СК ЦН-34 представлен на листе 1 (А1) графической части.

Так как циклон СК ЦН-34 обеспечивает эффективность очистки  50%, то рационально применять двухступенчатую очистку. Проведя анализ литературных источников, выбираем в качестве второй ступени рукавный фильтр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Выбор и расчет рукавного фильтра

Рекомендуется, по возможности, использовать фильтры, разработанные для соответствующих  отраслей промышленности.

Эффективность очистки воздуха  в тканевых фильтрах достаточно высока и обычно не рассчитывается [21].

Технологические расчеты фильтровальных аппаратов сводятся к определению  площади фильтровальной перегородки, гидравлического сопротивления  фильтровальной перегородки и аппарата в целом, частоты и продолжительности  циклов регенерации фильтровальных элементов [21].

Удельная газовая нагрузка на фильтровальную перегородку колеблется для рукавных фильтров от 0,45 до 0,6 м³/(м²·мин). Внутри этого диапазона выбор оптимального значения зависит от многих факторов, к которым в первую очередь относятся свойства улавливаемой пыли, способ регенерации фильтровальных элементов, концентрация пыли в газе, структура фильтровального материала, температура очищаемого газа, требуемая степень очистки. Зависимости, характеризующие процесс фильтрования с качественной стороны, не в состоянии учесть всего многообразия действующих факторов, и поэтому при расчетах приходится прибегать к зависимостям, выведенным на основании долголетнего опыта эксплуатации фильтровальных аппаратов [22].

Так как поверхность фильтровальной ткани и количество рукавных фильтров мы выбрали, то необходимо определить фактическое значение площади фильтрации:

 

где N – количество фильтров;

f₁ – площадь одной секции фильтра, м².

Подставляя значения, получим:

 

Далее определяем фактическое значение удельной газовой нагрузки:

 

где Q – общий расход запыленных газов, м³/с;

Q_р – расход газов на регенерацию, м³/с.

 

Фактическое значение газовой нагрузки входит в диапазон допустимых значений[23].

Фильтры типа ФРКИ - аппараты общепромышленного  назначения. Они предназначены для  улавливания пылей средним диаметром  частиц 2 мкм И более, не являющихся токсичными, пожаро- или взрывоопасными. Применяются в резинотехнической промышленности, на участке производства клиновых ремней.

В фильтре запыленный газ проходит через ткань закрытых снизу рукавов  в направлении снаружи внутрь; чистый газ выходит через верхние  открытые концы рукавов и удаляется  из аппарата. Каждый рукав в фильтре  натянут на жесткий каркас и закреплен  на верхней решетке.

У фильтра ФРКИ-30, состоящего из одной  секции, высота рукавов 2м.

Запыленный газ поступает в  корпус через патрубки на боковых  стенках бункеров.

Регенерация осуществляется без отключения секций импульсами сжатого воздуха, поступающего внутрь рукавов сверху через отверстия в продувочных  коллекторах. Длительность импульсов  — 0,1—0,2 с. Подача импульсов обеспечивается электромагнитными клапанами при  помощи системы автоматики.

Система регенерации рассчитана на использование сжатого воздуха  давлением 0,6 МПа (6 кгс/см2). В случае эксплуатации фильтров при пониженном давлении сопловые отверстия на раздающих  трубах потребитель рассверливает  согласно таблице, включенной в инструкцию по эксплуатации. [24]

Выгрузка пыли обычно производится через шлюзовые затворы. В случае необходимости может быть использовано разгрузочное устройство другого типа.

Корпуса и бункеры фильтров изготовлены  из углеродистой стали.

Фильтровальным материалом в фильтре ФРКИ-30, применяемые при очистке от белой сажи, является лавсан.

Для нормальных условий эксплуатации необходима установка в отапливаемом помещении.

Условное обозначение типоразмера  электрофильтра:

Ф - фильтр; Р - рукавный; К - каркасный;  И - с импульсной продувкой; цифры - площадь  фильтрующей поверхности (м²). [25]

Рукавный фильтр ФРКИ-34 представлен на листе 2 (А1) графической части.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Описание технологической  схемы

Технологическая схема производства клиновых ремней основана на двухступенчатой  очистке газа от примесей белой сажи.

   На первой ступени мы используем циклон СК ЦН-34,на второй ступени - рукавный фильтр.

На листе графического материала  представлена схема очистки выбросов производства клиновых ремней.

Сырье, для изготовления клиновых ремней подается транспортером в  цех составления навесок ингредиентов в накопительный бункер, откуда, посредством дозатора, направляется в приемный бункер резиносмесителя, где и появляются выбросы белой  сажи.

Из бункера (поз.1) газ подается, в циклон СК ЦН-34 (поз.2), где с течением определенного времени проходит очистку. Просеянная сажа вывозиться тележками из цеха.

Далее, неочищенный газ поступает  в вентилятор (поз.3), для охлаждения.

Следующим этапом служит рукавный фильтр ФРКИ-30 (поз.4), где газ проходит окончательную  очистку от белой сажи. Остатки  сажи, так же вывозятся тележками  из цеха.

Пройдя через все этапы, очищенный  газ уходит из рукавного фильтра ФРКИ-30 в атмосферу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В результате изученной научно - технической  литературы были рассмотрены некоторые  методы очистки газовых потоков от загрязняющих

веществ на участке производства клиновых ремней. 
В работе дана краткая характеристика производства клиновых ремней и выбросов, образующихся в результате производства. Анализ литературных данных показал, что предприятия по производству клиновых ремней являются источником вредных выбросов и, как следствие оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

При современных требованиях к  чистоте воздуха одноступенчатая  очистка в большинстве случаев  не может обеспечить его необходимого обеспыливания. В основном должна применяться  многоступенчатая очистка.

В данной курсовой работе была изучена  технологическая схема производства клиновых ремней, на стадиях которой выявились существенные выделения белой сажи в атмосферу окружающей среды.  Проведен анализ существующих методов очистки на предприятии.

Для повышения эффективности очистки  от белой сажи клиновых ремней была предложена двухступенчатая очистка, состоящая из циклона и рукавного фильтра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

1) Официальный сайт Википедия — свободная энциклопедия. URL: www.ru.wikipedia.org (дата обращения: 28.11.2013)