Расчет группового циклона при процессе кальцинации в трубчатой вращающейся печи, страница 2

1.3  Определение среднего, медианного и модального диаметров частиц пыли.

По данным о дисперсном составе частиц пыли, приведенном в таблице №1, строится гистограмма распределения частиц пыли по крупности (см. приложение 1).  На основании этой гистограммы определяем модальный диаметр d_m, которому отвечает максимум кривой.

d_m,=12,2 мкм

Массу частиц пыли находим по формуле:

m_iч=V·ρ=πd³/6ρ·f(d_iч)                                                                                 (1.1)

Таблица №5

d, мкм	0-2,5	2,5-4	4-6,3	6,3-10	10-16	16-25	25-27
ρ,кг/м3	3238	3230	3228	3223	3220	3213	3180
m,кг	1,65·10-16	4,06·10-15	3,46·10-14	2,28·10-13	1,26·10-12	1,66·10-12	1,46·10-12

m_общ=∑m_iч·f(d_iч)                                                                                         (1.2)

m_общ=4,65·10^-12,кг

На основании таблице №5 строим кривую распределения частиц пыли по крупности (приложение 2). По этой кривой определяем медианный диаметр d₅₀, которому отвечает максимум кривой.

d₅₀=20,3 мкм

Определяем средний диаметр частиц пыли по формуле:

d_ср=∑d_i· f(d_i)                                                                                               (1.3)

d_ср =1,15·0,05+3,25·0,07+5,15·0,15+8,15·0,25+13·0,34+20,5·0,115+26·0,05=11,2 мкм

1.4  Выбор схемы газоочистки

Согласно вышеприведенным данным схема очистки газов, выделяющихся из печей кальцинации Al(OH)₃  может быть составлена следующим образом.

Рис. 1 Схема газоходной системы барабанной вращающейся печи

1-  вращающая барабанная печь для кальцинации гидрокиси алюминия,

2-  выходная камера,

3-  циклоны (6 шт.),

4-  электрофильтр,

5 - дымосос,

6 – труба.

1.5  Технологический расчет циклона

По справочным таблицам определяем плотность (при н.у) компонентов, образующих газ.

Таблица №6

Компоненты	CO2	O2	N2
Объемная доля (ni)	0,009	0,01	0,9
ρ, кг/м3	1,963	1,429	1,25

Определяем плотность газа при н.у.:

ρ₀₌∑ρ_i· n_i                                                                                                                                                          (1.4)

ρ₀=1,25·0,9+1,429·0,01+1,963·0,09=1,316 кг/м³

ρ_п=3220 кг/м³-плотность пыли

600 г/м³-запыленность газа

Определяем динамическую вязкость газа при температуре t=250⁰С.

µ_N2=2,7·10^-5 Па·с

µ_O2=3,1·10^-5 Па·с

µ_СО2=3·10^-5 Па·с

µ_г=2,75·10^-5 Па·с=2,8·10^-6 кгс·с/м²

Барометрическое давление равно 750 мм рт. ст. На входе в циклон газ находится под разряжением 10 мм вод. ст. Гидравлическое сопротивление группы циклонов НИИОГАЗ, устанавливаемой для очистки этих газов, не должно превышать 55 мм вод. ст.

Начальная запыленность газов~20 г/м³; степень улавливания пыли должна быть не ниже 80%.

Выбираем для установки циклоны типа ЦН-15 диаметром 800 мм. Устанавливаем группу из таких циклонов. Коэффициент гидравлического сопротивления единичного циклона такого типа равен 105, а группы циклонов в 1,1 раза больше-116.

Определим плотность газа при рабочих условиях, она будет равна:

ρt =1,25·273(750-1)/(273+250)·760=0,643 кг/м³

Так как по заданию сопротивление группы циклонов не должно превышать 55 мм вод. ст., то сопротивление одиночного циклона должно быть не больше 55/1,1=45 мм вод. ст.

∆P/ρ_t=ξ·ω²_усл/2g

ω_усл=√2g∆P/ξ·ρ_t=√2·9,81·45/105·0,643≈3,62 м/сек

При этом производительность одного циклона составит:

V=(πD²/4)·3600·ω_усл=(3,14·0,8²/4)/3600·3,62≈6530 м³/ч

Число циклонов в группе:

n=40000/6530≈6,13

Принимаем, что группа должна состоять из шести циклонов. В этом случае производительность каждого циклона составит 40000/6=6660 м³/ч и скорость

 ω_усл = 3,68 м/сек.

Тогда гидравлическое сопротивление одиночного циклона составит:

∆P=105·0б643(3,68²/2·9,81)=46,7 мм вод. ст.,

а сопротивление группы циклонов будет равно 1,1·46,7=51,4 мм вод. ст., т.е. меньше заданного.

Находим соотношение  ∆P/ρ_t=46,7/0,643=72,7 – оно не выходит за рекомендованные пределы.

Определяем к.п.д., если газ с содержанием заданного дисперсного состава очищался бы в циклоне ЦН-15.

По данным диаграммы  определяем фракционные к.п.д. для пылинок, соответствующих заданным диаметрам:

Таблица №7

d,мкм	2,5	4,0	6,3	10	16	25
Фрак. к.п.д.	25	49	68	88	95	98,5

В этом случае

- что не превышает заданного.