Проектирование участка обжига цинкового концентрата в печах кипящего слоя, производительностью 100 тыс.т/год с комплексом природоохранных мероприятий, страница 21

, (2.15.)

где µ_см - коэффициент динамической вязкости  смеси  (при данной температуре T К), Па;                                 

r_i - радиус частиц, м.

Коэффициент диффузии для частиц радиусом r₁ = 7,6^-6м:

 м²/с;

Коэффициент диффузии для  частиц  радиусом r₂ = 42^-6м:

м²/с

Коэффициент диффузии для  частиц  радиусом r₃ = 102,2^-6м:

м²/с.

2.            Найдем подвижность ионов по формуле (2.11.):

Для частиц радиусом r₁ = 7,6^-6м:

 м²/В;

Для частиц радиусом r₂ = 42^-6м:

м²/В;

Для частиц радиусом r₃ = 102,2^-6м:

м²/В;

3.            По формуле (2.10.) найдем постоянную зарядки. Для этого по справочным данным выбираем электрическую напряженность электрофильтра[8]:

Е_к = 2-3⁵ В/м. Примем, что Е_к = 3⁵ В/м.

Примем, что концентрация ионов n₀ такая же как и в зоне коронного разряда и равна n₀=10¹⁴ ион/м³ , тогда постоянная зарядки для  частиц разной крупности равна:

Для частиц радиусом r₁ = 7,6^-6м:

с;

Для частиц радиусом r₂ = 42^-6м:

с;

Для частиц радиусом r₃ = 102,2^-6м:

с.

4.            Определим величину предельного заряда для частиц трех крупностей.

Величина предельного заряда определяется по формуле (2.8.) для непроводящих частиц пыли. В нашем случае преобладающим элементом в пыли является ZnО, следовательно в расчетах будем учитывать диэлектрическую проницаемость частиц оксида цинка и примем ε(ZnO) = 16, ε₁ = 1-диэлектрическая проницаемость воздуха [7].  Тогда величина предельного заряда будет равна:

Для частиц радиусом r₁ = 7,6^-6м:

Кл;

Для частиц радиусом r₂ = 42^-6м:

Кл;

Для частиц радиусом r₃ = 102,2^-6м:

Кл.

5.            Определим скорость ударной зарядки по формуле (2.9.)

Примем время зарядки τ=1ч=3600с, тогда скорость ударной зарядки для трех крупностей частиц составит:

Для частиц радиусом r₁ = 7,6^-6м:

Кл;

Для частиц радиусом r₂ = 42^-6м:

Кл;

Для частиц радиусом r₃ = 102,2^-6м:

Кл;

Т.к. частицы пыли имеют размеры > 2 мкм и принятая напряженность Е_к =3⁵В/м, следовательно, диффузионным механизмом зарядки пренебрегаем [8]. 

2.1.5. Расчет циклона

Циклоны являются очень распространенным типом пылеуловителей. Уже в течение нескольких десятков лет их применяют для выделения из газовых потоков твердых и капельных частиц. В циклонах наиболее совершенных конструкций можно достаточно полно улавливать частицы размером от 5 мкм и больше. Принцип работы циклонов основан на использовании центробежной силы, развивающейся в аппарате при вращательно-поступательном движении в нем пылегазового потока. Запыленные газы входят в циклон касательно к его внутренней цилиндрической поверхности со скоростью 20-25 м/сек и образуют крутящийся внешний вихрь, постепенно спускающийся вниз. Пылинки, находящиеся во внешнем вихре, выбрасываются из него центробежной силой к стенкам циклона и по стенкам перемещаются вниз, накапливаются в нижней части циклона, откуда они выпускаются через герметический затвор. Газы, опустившиеся до низа циклона во внешнем вихре, переходят во внутренний вихрь, в виде которого они поднимаются вверх и удаляются из циклона через центральную трубу. В связи со значительными объемами очищаемых газов циклоны объединяют в группы.

Требуется очистить от пыли в циклонах типа ЦН-15 22824 м³ газа за 1 ч при температуре t = 310° С.

Плотность газа составляет = 1,42 кг/м³, плотность пыли 3000 кг/м³. Барометрическое давление равно 101,3 кПа. На входе в циклон газы находятся под разрежением 30 Па.  Запыленность газов перед циклоном равна 60 г/м³

1.  Плотность газа при рабочих условиях:

2.  Расход газа при рабочих условиях равен:

Как показала практика для таких объемов лучше всего установить 4 параллельно работающих циклона. Тогда расход газа на один циклон будет равен:

.

3.  Диаметр циклона при оптимальной скорости  = 3,5 м/с [8]:

Примем ближайший стандартный диаметр 1200 мм и найдем действительную скорость газа в циклоне:

.

Ввиду того, что действительная скорость отличается от оптимальной менее чем на 15%, остановимся на выбранном диаметре и найдем его остальные размеры.