Системы очистки воздуха

p style="text-align:justify">1)              в виде зернистых слоев, например гравия (неподвижные свободно насыпанные материалы);                                                                                                                

2) гибкие пористые (ткани, войлоки, губчатая резина, пенополиуритан);

3)              полужесткие пористые (вязаные сетки, прессованные спирали и стружка);                                                                                                                                                                                              

4) жесткие пористые (пористая керамика, пористые металлы).
Фильтры 1-го типа (из гравия) используются для очистки от пылей механического происхождения (дробилок, грохота, мельниц); они дешевы, просты в эксплуатации, эффективность 0,99.

Фильтры 2-го типа широко используется для тонкой очистки газов от примесей; их основные недостатки - малая термостойкость, низкая прочность.

Фильтры 3-го типа, изготавливаемые из различных сталей, меди, бронзы, никеля и других металлов, могут работать в широком диапазоне частот до 1000 К, в агрессивных средах.

Фильтры 4-го типа, изготавливаемые из пористой керамики и пористых металлов, обладают высокой прочностью, коррозионной стойкостью, жаростойкостью; они технологичны, находят широкое применение для очистки горючих газов и жидкостей, выбросов дыма, туманов, кислот, масел.

В промышленности наиболее употребительны тканевые рукавные, фильтры. В корпусе фильтра устанавливается необходимое число рукавов, на которые подается загрязненный воздух, при этом очищенный воздух выходит через патрубок. Частицы загрязнений оседают на фильтре. Насыщенные загрязненными частицами рукава продувают и встряхивают для удаления осажденных частиц пыли. Эффективность таких фильтров достигает 0,99 для частиц размером более 0,5мкм

 

 

2.4 Электрофильтры.

Работа электрофильтров основана на одном из наиболее эффективных видов очистки газов от пыли - электрическом. Следует отметить, что электрофильтры также используются и для очистки тумана. Основной принцип работы — ударная ионизация газа в неоднородном электрическом поле, которое создается в зазоре между коронирующим и осадительным электродами. Напряжение к электродам подается от выпрямителя. Силовые линии направлены от осадительного электрода к коронирующему электроду.

Загрязненные газы, попав между электродами, способны проводить электрический ток вследствие имеющейся частичной ионизации. При увеличении напряжения электрического тока число ионов растет, пока не наступит предельное насыщение и все ионы не окажутся вовлеченными в движение от одного электрода к другому. Отрицательно заряженные частицы движутся к осадительному электроду, а положительно заряженные оседают на коронирующем электроде. Так как большинство частиц пыли получают отрицательный заряд, основная масса пыли осаждается на положительном осадительном электроде, с которого пыль легко удаляется. Эффективность очистки газов электрофильтрами достигает 0,9...0,99, производительность их - до 1 млн. м3/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В 04 С 5/00 - Устройства, в которых осевое направление вихревого потока

изменяется на противоположное.

В 04 С 5/14 - конструкции каналов для тяжелых фракций, конструкция

вершины конической части циклона, разгрузочные устройства.

В 04 С 5/24 - агрегатные циклоны.

В 04 С 7/00 - комбинированные устройства.

2)   УДК имеет следующие цифровые обозначения: 621.928.37 (088.8),
621.928.93 (088.8).

3)   Глубина патентно-реферативного поиска составила 18 лет: с 1976 -
1994 год.

4)   Методы проведения патентных исследований регламентируются ГОСТ
15.011-82 "Порядок проведения патентных исследований".

5)              Для  поиска были отобраны источники  патентов и научно-
технической информации, включающие исследуемую тему.

Материалы патентно-реферативного поиска были найдены:

1.     Национальная республиканская библиотека Татарстана.

2.     Компьютерная сеть "Интернет".

3.     Научно - техническая библиотека.

 

 

 

 

 

 

 

3. ПАТЕНТНО-РЕФЕРАТИВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. ОБЩИЙ АНАЛИЗ ПАТЕНТОВ.

Целью патенто - реферативного поиска является определение основных тенденций в разработке циклонов.

Для определения выбора направления исследования были проведены патентно-реферативные исследования:

-         отбор публикаций: статей, рефератов, а также охранных документов:                                                                                                                                                                                      
патентов, заявок, авторских свидетельств, промышленных каталогов и другой   научно-технической   информации   для   выявления   основных направлений разработок и вариантов технических решений циклонов в Росси и за рубежом;                                                                                  

-         в оценке состояния разработок аналогичных устройств, перспектив их внедрения;                                                                                                                         

-         в выявлении патентной ситуации по анализируемой тематике.

При этом задачами патентно-реферативных исследований являлось изучение конъюнктурных данных для:

-         определения достигнутого уровня в разработке устройств для определения параметров циклонов;                                                                  

-         обоснования технико-экономических показателей;

-         создания    новых    технических    решений,    направленных    на усовершенствование указанного устройства измерения.                                                       

1) Патентно-реферативный  поиск  проводился  по  международному классификационному индексу (МКИ):

В - различные технологические процессы; транспортирование.

В 04 С - устройства с использованием вихревых потоков, например циклоны.

В результате патентно-реферативного поиска по теме «циклоны»: было выявлено 9 охранных документов. Проведенное исследование патентно-реферативной информации в соответствии с указанными выше классами, индексация, которых представлена в национальной классификации РФ, сведено в таблицу №3.1

Наиболее значимые технические решения, отобранные в процессе патентно-реферативного поиска с указанием реквизитов документов аналогов, содержащих детальное изложение цели их создания и существенных признаков, представлены в таблице 3.2.

Анализ патентно-реферативного материала позволяет определить, что основными задачами, стоящими перед разработчиками измерения циклонов, в настоящее время являются:

1.     Упрощение конструкции и управления работой циклона;

2.     Повышение производительности циклона;

3.     Повышение эффективности очистки;

Целью патентно-реферативного поиска являлось определение основных тенденций в разработке циклонов.

3.2. Обоснование выбора аналога циклона на основе патентных  источников

Таблица 4.1

 

№	Названи	Цель	Достоинс	Дата	Основные элементы,
патен	е		тва	опубликова	входящие в состав устройства
та	изобрет			ния
	ения
SU	Циклон	Улучшение	При	30.07.93.	Циклон содержит корпус 1 со
18302	для	очистки	изменении		входным тангенциальным
90 А	очистки	воздуха   и	количества		патрубком 2, жалюзийный
1	воздуха	регулирование	воздуха,		пылеотделитель 3 и винтовые
		производитель	подлежа		направляющие 4, образующие
		ности.	щего		винтовые каналы, вход в
			очистке в		которые открывают или
			4-5 раз		закрывают шиберы 5 в
			обеспечи		зависимости от количества
			вает		воздуха подлежащего очистке,
			качествен		имеющие фиксаторы 6.
			ную		Корпус в нижней части имеет
			очистку		корпус 7. ОтделительЗ
			воздуха.		присоединен к выхлопной
					трубе 8. В конусе 7 имеется
					выходное отверстие 9.

 

4.РАСЧЕТ ЦИКЛОНОВ.

Для расчета циклона необходимо иметь следующие исходные данные: объем очищаемого газа Q=14 м3/с; плотность газа при рабочих условиях , =1,25 кг/ м3; плотность частиц рч =2130 кг/ м3; вязкость при рабочей температуре μ=21,1*106 Па*с; дисперсный состав пыли d50   входную концентрацию пыли свх.=80 г/м3 ; требуемую эффективность очистки η =0,75; тип циклона ЦН-11.

В России принят следующий ряд внутреннего типового диаметра циклонов D 150; 200; 300; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 2400; 3000 мм.

_   Бункеры циклонов имеют цилиндрическую форму диаметром 1,5 D для цилиндрических. Высота цилиндрической части бункера составляет 0,8 D.

Расчет циклонов ведется методом последовательных приближений.

Расчетная часть.

1. Определяем оптимальную скорость движения газа wопт в зависимости от типа циклона =4,5 (табличное значение)

2.Расчитываем диаметр циклона:

D= 4д/(πwопт)= 4*14/(3,14*3,5)= 56/10,99=2,26 м

Полученное значение необходимо округлить до ближайшего типового значения. Следовательно D=2400 мм.

3.Расчитываем действительную скорость потока в циклоне:

w=4Q/(πND2)=4*14/(3,14*1*2,42)=56/ЗД4*5,76=56/18,0864=3,096

N - число циклонов.

4.Расчитываем коэффициент гидравлического сопротивления:

К=k1*k2*R500 =1*0,90*245=220,5

где k1 и k2 - поправочные коэффициенты, зависящие от Т), свх и типа циклона; К500 - коэффициенты гидравлического сопротивления (Табличные значения).

 

5.Расчитываем значение гидравлического сопротивления:

ΔР=Рвх-Рвых=1/2(Rρгw2)=0,5*220,5*1,25*3,0962=1320,96 6.Определяем эффективность очистки:

η =0,5(1+Ф(х)) где Ф(х) - табличная функция параметра х:                                                                                                                               

ж=О,8*lg(d50/dТ50)=О,8*lg(0,55/8,5)=0,8*(-1,1826)=-0,946                                      d50- табличное значение (индекс т означает типовое значение параметра)

Ф(х)=0,159 (табличное значение)

η=0,5(1+0,159)=0,5795

Значение d50 определяется по следующей формуле, где Dт=600мм; ρчт=1930 кг/м3 ; μ= 22,2*10~6Па*с; wт=3,5 м/с (индекс т означает типовое значение параметра).

d50= dт50√(D/Dт)(ρчт/ρч)(μт/μ)(wт/w) = 8,5 √(2,4/600)( 1930/2130) (22,2* 10-6/ 21,1*10)(З,5/3,096)=8,5√0,004*0,906*1,052*1,13=8,5√0,0043 =8,5*0,0656=0,55 7.Расчитываем конструкционные размеры циклона в соответствии с диаметром D выбранного циклона:

где х - параметр циклона (диаметр, ширина, высота); k - коэффициент пропорциональности (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Значения коэффициента пропорциональности k

 

Параметр	Циклон ЦН-11
Диаметр выхлопной трубы d	0,59
Диаметр пылевыпускного отверстия d1	0,3-0,4
Ширина входного патрубка b	0,2
Длина входного патрубка 1	0,6
Высота входного патрубка а	0,48
Высота выхлопной трубы ht	1,56
Высота внешней части выхлопной трубы hв	0,3
Высота цилиндрической части Нц	2,06
Высота конуса Нк	2,0
Высота установки фланца hфл	ОД
Общая высота циклона Н	4,38

1)   d = 0,59*2400 = 1416 мм;

2)   d1 = 0,35*2400 = 840 мм;

3)   b = 0,2*2400 = 480 мм;

4)   1 = 0,6*2400 = 1440 мм;

5)   а = 0,48*2400-1152 мм;

6)   ht = 1,56*2400 = 3744 мм;

7)   hв = 0,3*2400 = 720 мм;

8)   Нц = 2,06*2400 = 4944 мм;

9)   hфл= 0,1*2400 = 240 мм;

10)  Н = 4,38*2400 = 10512 мм.
Радиус улитки: ρ = D/2+b*φ/2π

где φ= 135° = 2,35 рад.

ρ= 2400/2+(480*2,35)/(2*3,14)= 1200+179,617= 1379,617 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

С первых дней существования промышленности основное внимание собственников уделялось результатам производства, а человек вообще не брался в расчет, хотя вредность производства в первую очередь отражается на его здоровье в острой или хронической форме, как для самого индивидуума, так и для его потомства.

Наличие промышленных выбросов в атмосферу - это точный индикатор несовершенства технологии. Поэтому наиболее активным методом охраны атмосферного воздуха от загрязнений является создание безотходных и малоотходных технологических процессов. При этом предполагается как разработка рационального выделения примесей из газов, так и принципиальное изменение технологий либо ее отдельных стадий. Практика показывает, что безотходная технология и есть, в конечном счете, самая выгодная.

В результате проведения курсовой работы я закрепила полученные знания и приобрела навыки в проведении инженерного анализа при разработке приборов для контроля окружающей среды.

   Нами был проведен расчет циклона, а так же спроектирован сам циклон.

Для определения выбора направления исследования были проведены патентно-реферативные исследования:

Анализ патентно-реферативного материала позволяет определить, что основными   задачами,   стоящими   перед   разработчиками   конструкций циклонов является:

-Повышение степени очистки;

-Снижение гидравлического сопротивления.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1.            П.Б. Балтернас. «Обеспыливание воздуха на предприятии». Москва.
«Стройиздат». 1990г. с. 200.

2.            «Обеспыливание в строительстве». Ростов-на-Дону. 1987г. с. 173.

3.            Е.А. Штокман. «Очистка воздуха». Издательство АСВ. Москва -
1999 г., 320 с.

4.            А.А.   Челноков.   «Основы   промышленной   экологии».   Минск.
«Технопринт». 2001г. с. 86.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

3