8. Расчет рукавного фильтра

1. Вид пыли - асбест, q_н = 2,6

2. Исходные данные:

- N = 9;

- объем газа, поступающего на очистку

- V_п = 50000 + 1000N = 50000+9000 = 59000 м³/ч;

- температура выбросов t = 25 + 9N = 25 + 27 = 52 °С;

- концентрация пыли на входе в аппарат очистки С_вх = 5 + N = 5 + 9 = 14 г/м3 ;

- медианный диаметр частиц пыли d_m = 5 + 9 = 5 + 9 = 14 мкм;

- содержание пыли после фильтра не должно превышать 5 мг/м3 .

В качестве фильтровальной ткани рекомендуется лавсан.

В соответствии с таблицей 1П приложения - это пыль кожи с коэффициентом q_н = 2,6.

Коэффициент с₁ = 1; с₂ = 0,92; с₃ = 0,9; с₄ = 0,84; с₅ = 0,9.

3. Определяем удельную газовую нагрузку:

q = q_н ·с₁ ·с₂ ·с₃ ·с₄ ·с₅ = 2,6 · 1 · 0,92 · 0,9 · 0,84 · 0,9 = 1,63 м ³ /(м² ·мин).

4. Определяем фильтрующую поверхность аппарата:

F_ф = V_п /60q = 59 000/60 · 1,63 = 630,3 м².

По таблице П₁ приложения находим наиболее подходящий фильтр марки ФРКДИ с площадью фильтрующей поверхности 720 м2.

Фильтры типа ФРКДИ (фильтр рукавный, каркасный с двухсторонней импульсной продувкой), как и фильтры ФРКИ, являются фильтрами общепромышленного применения. Выпускаются с площадью фильтрующей поверхности от 550 до 1100 м т. е. большей единичной производительности, чем фильтры ФРКИ. Применяются в условиях сред, не являющихся токсичными, пожаро- или взрывоопасными, при температуре до 130°С. Особенность фильтров ФРКДИ — двусторонняя подача импульсов сжатого воздуха в рукав при регенерации. Соответственно высота жесткокаркасных рукавов увеличена до 6 м при диаметре их 135 мм. Помимо верхней сборной камеры очищенного газа, к которой прикрепляются верхние концы рукавов, в нижней части фильтра над бункером имеется система сборных коллекторов очищенного газа, к которым крепятся нижние концы рукавов.

Фильтры ФРКДИ предназначены для эксплуатации в отапливаемом помещении.

5. Определяем гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки:

ΔP_п.= ∆Р'_п + ∆Р"_и = К_п ·µ ˑvⁿ+ µ ·τ ·с_вх ·v²ˑК₁,

где К_п – коэффициент, характеризующий сопротивление фильтровальной перегородки, м ^-1.

Коэффициент K_n зависит от толщины и проницаемости фильтровальной перегородки, количества пыли, оставшейся на перегородке после регенерации, свойств пыли. Поэтому этот коэффициент определяют экспериментально. Например, для фильтровальных тканей из лавсана, улавливающих цементную или кварцевую пыль с медианным диаметром в пределах 10…20 мкм, K_n = (1100…1500)·10⁹ м ^-1 , для тех же материалов при улавливании возгонов от сталеплавильных дуговых печей с медианным диаметром частиц 2,5…3,0 мкм K_n = (2300…2400)·10⁹ м ^-1 . Для более плотных тканей (лавсан, стеклоткань) на тех же пылях коэффициент K_n увеличивается в 1,2…1,3 раза.

При улавливании пылей с медианным размером частиц меньше 1 мкм коэффициент K_n увеличивается в несколько раз и для лавсана.

К_n=2 800ˑ10⁹мкм;

К₁ – параметр сопротивления слоя пыли, м/кг. Величина К₁ зависит от свойств пыли и порозности слоя пыли на перегородке. Например, для цемента с медианным диаметром частиц d_m = 12…20 мкм К₁ = (6,5 – 16)·10⁹ м/кг, для частиц кремния d_m = 0,7 мкм К₁ = 330·10⁹ м/кг, для возгонов сталеплавильной дуговой печи d_m = 3 мкм К₁ = 80·10⁹ м/кг.

К₁=20ˑ10⁹мкм;

µ - динамическая вязкость газа

µ = 19ˑ10^-6Паˑс;

τⁿ – продолжительность фильтровального цикла, с

τⁿ = 600 c;

n = 1;

v = 0,015 м/с:

с_вх – концентрация пыли на входе в фильтр, кг/м3

ΔP_п.= 2 800 · 10⁹ · 19· 10^-6 · 0,015 + 19 · 10^-6 · 600 · 0,000225 · 20 · 10⁹ = 855+1693=1311 Па

6. Вычисляем скорость во входном отверстии патрубка:

v_вх = V_п/(3600·S_вх) = 59000/(3600 · 2,4 · 0,55) = 59000/3600*2.4*0,55 = 12,41 м/с.

7. Определяем гидравлическое сопротивление корпуса фильтра:

ΔP_к = ξ_к · v²_вх·ρ_г/2 = 2 · 12,41² · 0,998 / 2 = 154 Па,

где коэффициент гидравлического сопротивления корпуса ξк = 2;

8. Вычисляем общее гидравлическое сопротивление фильтра:

ΔPф = ΔPк + ΔPп = 1311 + 154 = 1465 Па

9. Определяем фильтрующую поверхность, отключаемую на регенерацию:

F_р = N_c ·F_c·τ_p ·m_p = 8 · 720 · 0,0014 · 5 = 40 м²,

где N_c – число секций в фильтре

N_c = 8;

F_c – фильтрующая поверхность секции, м ²

F_c = 360 м ²;

τ_p – время регенерации секции, с;

m_p – число регенерации в течении 1 часа.

10. Поскольку общая площадь фильтра с учетом поверхности для регенерации составляет

Fф + Fр = 603,3 + 40 = 643 м² ,

т.е. величину меньшую, чем стандартная поверхность фильтра марки ФРКДИ с площадью фильтрующей поверхности 720 м, то нет необходимости повторного расчета гидравлического сопротивления рукавного фильтра.

В случае превышения общего гидравлического сопротивления фильтра, с учетом площади поверхности на регенерацию, допустимой величины (2800 Па), необходимо изменить марку фильтра с большей площадью поверхности фильтрования и произвести повторные расчеты.