Содержание к диссертации
Введение
1. Аналитический обзор и выбор направления исследований 11
1.1 Характеристика источников пылевыделения при производстве анодной массы 11
1.2 Обзор существующих схем пылеулавливания в системах вентиляции и аспирации производства анодной массы 15
1.3 Анализ эффективности работы пылеуловителей систем аспирации цехов анодной массы 20
1.4 Механизм осаждения частиц пыли в фильтрах 28
1.5 Вторичные процессы при улавливании аэрозолей пористыми средами 35
1.6 Аэродинамическое сопротивление волокнистых фильтрующих материалов 39
1.7 Выбор направления исследования... л 42
Выводы по первой главе 43
2. Исследование параметров воздушно-пылевых потоков систем аспирации цеха анодной массы 45
2.1 Анализ эффективности работы систем аспирации цеха анодной массы 45
2.2 Анализ воздушной и пылевой нагрузки существующих рукавных фильтров 48
2.3 Анализ физико-механических свойств коксовой пыли 50
2.3.1 Анализ дисперсного состава коксовой пыли, в системах обеспыливающей вентиляции 50
2.3.2 Определение морфологического состава пыли и фактора формы частиц 59
2.3.3 Определение плотностей и удельной поверхности коксовой пыли 61
2.3.4 Определение углов естественного откоса коксовой пыли 62
2.3.5 Определение аэродинамических свойств коксовой пыли 65
2.4 Анализ физико-химических свойств коксовой пыли 68
2.4.1 Определение степени водопоглощения 68
2.4.2 Определение когезионных свойств 69
Выводы по второй главе 79
3. Теоретические и экспериментальные исследования улавливания коксовой пыли рукавными фильтрами 81
3.1 Математическое описание процесса улавливания пыли фильтровальными материалами 81
3.2 Экспериментальные исследования работы рукавных фильтров в условиях производства анодной массы 85
3.2.1 Методика и программа проведения эксперимента 90
3.2.2 Основные результаты экспериментальных исследований 94
3.2.3 Анализ результатов экспериментальных исследований 95
3.3 Определение фракционной эффективности улавливания коксовой пыли исследуемыми фильтровальными материалами 103
Выводы по третьей главе .. 106
4. Практическая реализация результатов исследований 108
4.1 Обеспечение устойчивой работы рукавных фильтров 108
4.1.1 Совершенствование системы регенерации рукавного фильтра 108
4.1.2 Совершенствование выгрузных устройств бункеров рукавных фильтров 115
4.2 Определение минимальных аспирационных объемов для оборудования 117
4.3 Внедрение систем аспирации с вихревыми аппаратами на встречных закрученных потоках и рукавными фильтрами в цехах анодной массы алюминиевых производств 123
4.3.1 Наладка пылеуловителей внедренной системы аспирации 125
4 4 Экономическая и экологическая эффективность применения разработанных систем пылеулавливания 128
1 Оценка экономическая и экологической целесообразности применения фильтровальных материалов в системах обеспыливающей вентиляции с различными воздушными нагрузками 138
Выводы по четвертой главе 142
Заключение 144
Библиографический список 146
Приложения 160
- Анализ эффективности работы пылеуловителей систем аспирации цехов анодной массы
- Анализ дисперсного состава коксовой пыли, в системах обеспыливающей вентиляции
- Экспериментальные исследования работы рукавных фильтров в условиях производства анодной массы
- Определение минимальных аспирационных объемов для оборудования
Введение к работе
Актуальность проблемы. Процессы обработки и транспортировки коксовых материалов при производстве анодной массы сопровождаются интенсивным выделением коксовой пыли как в воздух рабочей зоны, так и в атмосферу.
Это обусловлено несоответствием фактических значений расходов отсасываемого от оборудования воздуха, принятых по проекту, необходимым и низкой эффективностью очистки воздуха пылеулавливающими аппаратами.
В существующих системах аспирации в качестве пылеулавливающего оборудования применяются на первой ступени очистки аппараты инерционного типа, на вторых и третьих ступенях очистки - рукавные и электрофильтры. {:
Рукавные фильтры систем аспирации цехов анодной массы обладают низкой эффективностью очистки газов и высоким аэродинамическим сопротивлением (до 2,5 кПа). Это обусловлено наличием конденсации воды на поверхности фильтровальных рукавов, приводящее к уплотнению осажденной на них пыли. Наряду с этим, имеет место капиллярная конденсация воды в порах фильтровального материала, которая оказывает влияние на аэродинамическое сопротивление рукавных фильтров при сохранении степени очистки газов. Повышенное аэродинамическое сопротивление фильтров приводит к снижению производительности систем аспирации и, как следствие, к повышению выбивания коксовой пыли из аспирируемого технологического оборудования в воздух рабочей зоны.
Вместе с тем, рукавные фильтры при условии правильного подбора и соблюдения параметров работы обладают высокой эффективностью очистки газов (до 98%). Кроме того, уловленная фильтрами коксовая пыль не изменяет своих физических свойств, в отличие от уловленной в электрофильтрах, и является ценным сырьем для приготовления анодной массы.
Поэтому актуальной является задача повышения эффективности очистки газов от коксовой пыли рукавными фильтрами, снижения их аэродинамического сопротивления для уменьшения количества выбрасываемой коксовой пыли в атмосферу и рабочую зону цеха.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО Волгоградского архитектурно-строительного университета.
Цель работы.
Совершенствование установок очистки газов в системах аспирации цехов анодной массы алюминиевых производств посредством повышения эффективности работы рукавных фильтров для снижения выделения коксовой пыли в рабочую зону цеха и окружающую среду.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
— исследование теоретических основ физико-химических процессов удержания дисперсных частиц пыли тканевыми фильтрами;
— уточнение математической модели процессов, происходящих при очистке газа в тканевых фильтрах с учетом капиллярной конденсации воды;
— теоретические и экспериментальные исследования зависимости эффективности улавливания коксовой пыли фильтровальными материалами от их аэродинамического сопротивления, скорости фильтрации и относительной влажности очищаемого газа;
— экспериментальные исследования физико-химических и аэродинамических свойств пыли, поступающей на очистку в рукавные фильтры систем аспирации цеха анодной массы.
Основная идея работы состоит в использовании устройств распределения воздуха, подаваемого в фильтр для регенерации, с целью устранения конденсации воды на поверхности фильтровального материала и использования явления капиллярной конденсации воды для увеличения эффективности очистки газов рукавными фильтрами.
Методы исследования включали аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, лабораторные и опытно-промышленные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и опытно-промышленных условиях, с результатами других &. авторов.
Научная новизна:
— уточнена математическая модель, описывающая процессы, происходящие при очистке газа в тканевых фильтрах при наличии капиллярной конденсации воды; k
— получена аналитическая зависимость, характеризующая зависимость эффективности улавливания коксовой пыли фильтровальными материалами от их аэродинамического сопротивления, скорости фильтрации и относительной влажности очищаемого газа при наличии капиллярной конденсации воды;
— получена экспериментальная зависимость эффективности улавливания коксовой пыли фильтровальными материалами от их аэродинамического сопротивления, скорости фильтрации и относительной влажности очищаемого газа;
— определены и систематизированы данные о физико-химических и аэродинамических свойствах коксовой пыли в воздухе, поступающем на очистку в рукавные фильтры систем аспирации цехов анодной массы. Практическое значение:
— усовершенствована конструкция рукавного фильтра с регенерацией обратной продувкой очищенным воздухом и воздухораспределительным устройством для подачи очищенного воздуха для исключения конденсации воды на поверхности фильтровальных рукавов;
— разработано устройство распределения воздуха по длине фильтровального рукава при импульсной регенерации для исключения конденсации воды на поверхности фильтровальных рукавов;
— разработаны рекомендации по повышению эффективности работы рукавных фильтров систем аспирации цехов анодной массы алюминиевых производств.
Реализация результатов работы:
— прошла испытания опытно-промышелнная установка «рукавный фильтр» в цехе анодной массы ОАО «Волгоградский алюминиевый завод сибирско-уральской алюминиевой компании», работающая в условиях конденсации воды на поверхности фильтровальных рукавов и капиллярной конденсации воды в порах фильтровальной ткани;
— усовершенствована и внедрена конструкция рукавного фильтра с регенерацией обратной продувкой очищенным воздухом и воздухораспределительным устройством для подачи очищенного воздуха на ОАО «Волгоградский завод цветных металлов»;
— проведена наладка работы рукавного фильтра в существующей системе обеспыливающей вентиляции В2 цеха анодной массы ОАО «Волгоградский алюминиевый завод сибирско-уральской алюминиевой компании»;
— на основании полученных в результате проведенных исследований данных реконструирована система аспирации В9 цеха анодной массы ОАО «Волгоградский алюминиевый завод сибирско-уральской алюминиевой компании» с применением в качестве пылеуловителей аппаратов ПВ ВЗП и рукавного фильтра;
— проведена наладка рукавного фильтра на ОАО «Кубанский гипс- Кнауф»;
— материалы диссертационной работы использованы кафедрой «Отопление, вентиляция и экологическая безопасность» ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета в курсах лекций, а также дипломном проектировании при подготовке инженеров по специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция».
На защиту выносятся:
— уточненная математическая модель, описывающая процессы, происходящие при очистке газа в тканевых фильтрах при наличии капиллярной конденсации;
— аналитическая зависимость, характеризующая зависимость эффективности улавливания коксовой пыли фильтровальными материалами от их аэродинамического сопротивления, скорости фильтрации и относительной влажности очищаемого газа при наличии капиллярной конденсации воды;
— экспериментальная зависимость эффективности улавливания коксовой пыли фильтровальными материалами от их аэродинамического сопротивления, скорости фильтрации и относительной влажности очищаемого газа;
— экспериментальные зависимости, характеризующие физико- химические и аэродинамические свойства пыли, содержащейся в воздухе, поступающем на очистку в рукавные фильтры цехов анодной массы алюминиевых производств.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: Международных научно практических конференциях (Днепропетровск, 2005г., Волгоград 2006г.); региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2003г., 2006г., 2007г.); ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (Волгоград, 2004 - 2007 г.г.).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 8 статьях.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы 167 страницы, в том числе: 145 страниц - основной текст, содержащий 20 таблиц на 20 страницах, 39 рисунков на 36 страницах; список литературы из 143 наименований на 14 страницах, приложение на 8 страницах.
Анализ эффективности работы пылеуловителей систем аспирации цехов анодной массы
В цехах анодной массы применяются как централизованные разветвленные системы аспирации, так и индивидуальные. Это зависит от количества и расположения оборудования, обслуживаемого этими системами аспирации. В существующих системах применяется многоступенчатая очистка, что обуславливается высокими концентрациями пыли на входе в систему и полидисперсным составом улавливаемой коксовой пыли.
Индивидуальной называется система аспирации, обслуживающая одну единицу оборудования. Режим работы такой системы аспирации напрямую зависит от работы обслуживаемого оборудования.
Примером индивидуальной системы является система аспирации сушильного барабана (рис. 1.2) [77]. Для обеспечения отбора необходимого количества воздуха от барабана в данной системе установлены два вентилятора. Таким образом, система оказывается разделена на две системы В2 и В2-а. Система аспирации В2 имеет две ступени очистки. На первой ступени установлены циклоны, обеспечивающие грубую очистку, на второй установлен рукавный фильтр тонкой очистки СМЦ-40-2. Система аспирации В2-а имеет три ступени очистки. На первой и второй ступенях параллельно установлены по два инерционных аппарата очистки ПВ ВЗП-600, на третьей - рукавный фильтр СМЦ-40-2.
Индивидуальная система аспирации может являться частью технологического процесса. Примером такой системы служит работа шаровой мельницы ШБМ 204/265 размольно-дробильного отделения цеха анодной массы ОАО «Иркутский алюминиевый завод» (рис. 1.3) [111].
В загрузочный бункер мельницы поступает кокс фракции менее 1 мм. После помола продукт направляется на пневмосепарацию. Частицы с размером более 0,16 мм возвращается в мельницу. Остальное сырье отделяется от пылевоздушного потока в циклоне, установленном в системе пневмотранспорта.
Уловленная коксовая пыль через шлюзовой затвор подается на пылевой шнек, а газ направляется на доочистку в мельничный электрофильтр. Тонина помола в шаровой мельнице может регулироваться путем изменения положения лопаток сепаратора и скорости воздуха в системе пневмосепарации.
В цехах анодной массы чаще применяются централизованные разветвленные системы аспирации [57]. Эти системы аспирации имеют очень сложную компоновку, так как оборудование расположено на различных высотных отметках и по всей длине цеха. Каждая система обслуживает значительное количество технологических агрегатов. Количество присоединяемых к сети местных отсосов должно быть ограничено. Рекомендуется принимать не более двадцати отсосов, так как при большем числе их в сети возникают серьезные трудности в отношении регулирования процесса обеспыливания [96]. Сложна также гидравлическая увязка ветвей систем аспирации, имеющих сложную структуру. Этих недостатков лишены коллекторные системы аспирации, включающие трубопровод большого поперечного сечения (коллектор) [30]. Коллектор исполняет роль узла, соединяющего все ответвления, и параллельно является камерой постоянного статического давления. Кроме того, производительность систем аспирации по мере необходимости можно изменять, подключая новые ветви или, наоборот, отключать отдельные ветви без существенного изменения работы всей системы.
При расположении аспирируемого оборудования в нескольких точках и на различных отметках на сравнительно небольших площадях в плане применяют системы аспирации с вертикальным коллектором [38].
Примером такой системы служит система аспирации прокалочного отделения В9 (рис. 1.4) [72]. Эта система обслуживает два сырьевых бункера, головки и зумпфы двух элеваторов. Местные отсосы от оборудования расположены на разных отметках, протяженность отдельных воздуховодов сильно различается. Поэтому для увязки по потерям давления, воздуховоды этой системы аспирации объединяются в вертикальный коллектор. Вертикальный коллектор является не только камерой постоянного статического давления и узлом, соединяющим ответвления, а еще выполняет роль пылеуловителя. Площадь поперечного сечения коллектора в несколько раз превышает площади подключенных к нему воздуховодов, скорость воздуха в нем резко снижается и коллектор работает как пылеосадительная камера, улавливая наиболее крупные частицы. Проведённые исследования показали [72], что коллектор данной системы аспирации улавливает порядка 60% пыли, поступающей в него. Для того, чтобы замкнуть несколько систем аспирации на одном пылеуловителе, два и более вертикальных коллектора могут присоединяться к барабанному коллектору [114,127].
Анализ дисперсного состава коксовой пыли, в системах обеспыливающей вентиляции
Для оценки воздушной и пылевой нагрузки рукавных фильтров систем аспирации цеха анодной массы проведены опытно-промышленные исследования по определению расходов, температуры, относительной влажности, концентрации пыли в очищаемом газе. Замеры проводились по стандартным методикам [81].
Результаты проведенных исследований показали, что расходы воздуха, удаляемые от технологического оборудования цеха анодной массы и далее очищаемые рукавными фильтрами для одноименного технологического оборудования примерно одинаковы, так как принимаются по проекту. Однако, концентрация пыли в воздухе от однотипных единиц оборудования различна, ввиду различного дисперсного состава обрабатываемых и транспортируемых материалов. Таким образом, на одинаковые рукавные фильтры поступает различное количество пыли.
Анализ физических свойств коксовой пыли, в системах аспирации Для исследования основных физических свойств пыли, образующейся при производстве анодной массы на ОАО «ВгазСУАЛ» были отобраны пробы дисперсного материала. Отбор проб осуществлялся из систем І аспирации, обслуживающих технологическое оборудование и процессы, а также из воздушной среды обслуживаемой зоны оборудования, характеризующегося наиболее интенсивным пылеобразованием [58, 59, 82]. Из отобранных проб приготовлялись навески необходимой массы, например: для определения углов естественного откоса- 200 + 300 г; для проведения ситового анализа - 100 г [48, 49]. При этом сокращение пробы проводилось путём квартования конусов крестообразным делителем [58, 59, 82], а перемешивание пыли перед проведением анализа - методом накатки [58,59, 82]. Для исследования дисперсного состава коксовой пыли, выделяющейся от технологического оборудования, пыль отбиралась из систем аспирации, обслуживающих технологическое оборудование и процессы. Для проведения сравнительного анализа дисперсного состава пыли в системе аспирации отбор проб осуществлялся перед каждой ступенью улавливания и на выходе из системы. Подготовка препаратов для проведения дисперсионного анализа методом микроскопии проводилась в следующем порядке. Фильтры АФА с отобранными пробами пыли размещались на предметном стекле, запылённой стороной к стеклу, приклеивались по краям, и подвергались воздействию паров ацетона, что позволяло получить тонкую прозрачную плёнку с прочно зафиксированными пылевыми частицами [34]. Изучение дисперсного состава коксовой пыли проводилось при помощи цифрового микроскопа МС 200 DIGITAL. Для удобства выполнения дисперсионного анализа изображение сразу представляется в электронном виде. Графическая обработка полученного изображения предполагает: выделение рабочей области изображения, сохранение в формате Windows Bitmap в чёрно-белом режиме [1]. Дальнейшая обработка включала в себя: определение эквивалентных диаметров и подсчёт числа частиц на микрофотографии; распределение частиц по размерам в заданных размерных сетках; математическую обработку результатов с построением гистограмм, дифференциальных и интегральных кривых распределения. Цифровая обработка микрофотографий выполнялась с помощью специально разработанной программы DiSPERADO, которая позволяет работать в пакетном режиме, обрабатывать подряд множество файлов микрофотографий с одним эталоном, с последующей математической обработкой, как всего множества файлов, так и каждого отдельно [1]. Микрофотография частиц пыли, отобранной из системы аспирации от сушильного барабана, представлены на рис. 2.7.
С учётом неправильной геометрической формы, эквивалентный размер частиц определялся с помощью среднего проектированного диаметра, который вычислялся как диаметр круга, площадь которого равна площади изображения проекции частицы на микрофотографии [1].
Для описания дисперсного состава пыли существуют различные теоретические и экспериментальные зависимости [7, 8, 16, 22, 33, 41, 43, 52, 65], полученные на основе некоторых физических представлений о закономерностях распределения размеров частиц пыли и сыпучих материалов. К ним условно можно отнести: логарифмически -нормальное распределение, формулы Ромашова, Загустина, Гриффитса. К экспериментальным зависимостям, полученным на основе описания результатов анализа дисперсного состава пыли, можно отнести формулы Мартина - Андреасена, Годэна, Розина, Рамблера, Свенсона - Авдеева, Шифрина, Петрояля. Вероятностно-статистический подход к описанию дисперсного состава пыли описывается в работе В.Н Азарова [5]. Достаточно полный обзор существующих теоретических и экспериментальных распределений фракционного состава промышленной пыли и порошков представлен в работах П.А. Коузова, Е.И. Богуславского, В.А. Харченко [24].
Экспериментальные исследования работы рукавных фильтров в условиях производства анодной массы
Основной задачей исследования является установление зависимости эффективности улавливания коксовой пыли фильтровальными материалами от аэродинамического сопротивления фильтровальной ткани, относительной влажности и скорости фильтрации очищаемого газа.
Все замеры проводились в сечениях воздуховодов, выбранных таким образом, чтобы поток воздуха был по возможности равномерным без завихрений. Замерные сечения были расположены на прямолинейных участках, имеющих равную площадь на всём протяжении и достаточно удаленных от фасонных частей (колен, отводов, шиберов, дросселирующих устройств). Длина участков составляла 5 эквивалентных диаметров до замерного сечения и 4-6 диаметров после него, как требуется по методике. [81]. В случае, когда это условие не удавалось соблюсти, количество точек замеров в сечении увеличивалось.
Входные отверстия для измерений внутри газохода в месте измерений выполнены таким образом, чтобы как можно меньше нарушать поверхностные слои газохода (теплоизоляция, антикоррозийное покрытие и т.д.) и исключали утечку газа или подсоса воздуха [81].
Измерения скорости, температуры воздушных потоков в воздуховодах систем аспирации проведены по ГОСТ 17.2.4.06-90. Для измерений использовался цифровой дифференциальный микроманометр типа ДМЦ-01М, электронный термометр, трубки резиновые или полиэтиленовые, рулетка (для измерения диаметра воздуховодов, ГОСТ 11900-66);
Площадь поперечного сечения была условно разделена на составные равновеликие площадки, в центрах которых находятся точки измерения. В случае круглых воздуховодов, поперечное сечение было разбито на несколько колец. При выполнении измерений одну рабочую напорную трубку перемещали по линии измерения, последовательно устанавливая в точках измерения с погрешностью, не превышающей ± 2мм, при этом наконечники напорных трубок были, направлены навстречу газовому потоку. В каждой точке выполнялось не менее трех измерений динамического давления, по результатам измерений определялось среднее динамическое давление для данной точки измерений. Одновременно проводилось измерение температуры газа и разрежения в газоходе [81].
По величинам давлений, измеренных в воздуховодах определялся общий расход воздуха в установке. Скорость фильтрации находили по формуле [81] где L - расход очищаемого воздуха, м /ч, Рф - площадь фильтрации (рукавов), м , 1 - длина рукава, м, п - число рукавов, d - диаметр рукава, м. Для определения потерь давления АР, [Па] проведены замеры разрежения до и после установки.
Измерения запылённости газопылевых потоков проводились по ГОСТ 17.2.4.06-90. Для измерений использовались электроаспиратор Мигунова (модель 822), термометр стеклянный технический, заборная трубка НИИОГАЗ, трубки резиновые типа или полиэтиленовые. Отверстия для замеров аэродинамических характеристик служат, также для проведения отбора проб пыли. Оценка эффективности улавливания рукавного фильтра осуществлялась на основе сопоставления поступающей и выходящей массы пыли, определяемых путем отбора проб и измерений в замерных сечениях воздуховодов, и контролируемых по весу пыли в пылесборнике [81]. Для измерения запыленности использовался стандартный комплект пылезаборного оборудования, разработанного и изготовленного НИИОГАЗ. Отбор проб осуществлялся одновременно во всех замерных сечениях. Измерение относительной влажности проводилось по стандартной методике [34]. При проведении исследований методами планирования эксперимента [13,26,40,44,119] в качестве варьируемых факторов были выбраны: Уф- скорость фильтрации, м /м мин; АР - аэродинамическое сопротивление фильтровальной ткани, Па. Ф - относительная влажность очищаемого воздуха, %. Был реализован факторный эксперимент [13, 26, 40, 44, 119] порядка типа З3 (где 3 - число факторов), матрица планирования которого приведена в табл. 3.2., при этом определяющие факторы были приведены к виду: Для проверки воспроизводимости эксперимента и проведения статистических оценок его результатов проведены две параллельные серии опытов. Оценка воспроизводимости экспериментальных исследований, приведенных в табл. 3.4, выполнена на основании сопоставления расчетного и табличного критериев Кохрена, на уровне доверительной вероятности р = 0,05 результаты экспериментальных исследований воспроизводимы. В качестве функции отклика определялась эффективность улавливания установки [13, 26, 40, 44, 119]. В результате аппроксимации экспериментальных данных полиномами второй степени с учетом значимости вычисленных коэффициентов, на уровне значимости а = 0,05 принятом для технических экспериментов, уравнение регрессии ищем в виде критерию Стьюдента. Адекватность уравнений регрессии проверялась сопоставлением расчетного и табличного (при заданных q и числе степеней свободы) значений критерия Фишера F, представляющего собой отношение дисперсии адекватности к ошибке опыта. Выполнение во всех случаях условий Fp Fm свидетельствует об адекватности полученной модели [13, 26, 40,44]. Полученные результаты для эффективности улавливания коксовой пыли фильтровальными материалами в зависимости от скорости фильтрации, относительной влажности очищаемого газа и аэродинамического сопротивления фильтра представлены на рис. 3.5 - 3.10.
Определение минимальных аспирационных объемов для оборудования
В рукавных фильтрах регенерация фильтровальных рукавов может осуществляться за счет аэродинамического воздействия газового потока, протекающего через фильтровальную перегородку со стороны очищенного газа, или за счет механических воздействий, вызывающих сдвиг слоев пыли под влиянием ускорений, возникающих в процессах встряхивания, вибрации, вращениях, деформации гибких фильтровальных перегородок.
В настоящее время наиболее распространенными способами регенерации считаются регенерация импульсами сжатого воздуха, обратная продувка очищенным воздухом или воздухом из окружающей среды. Эти способы могут быть сопряжены с механическим встряхиванием рукавов/в то же время механическое встряхивание может использоваться отдельно.
В рукавных фильтрах, применяемых в цехах анодной массы, регенерация осуществляется импульсами сжатого воздуха. Как уже отмечалось в первой главе - имеет место локальная конденсация воды на поверхности материала, вследствие смешения холодного регенерирующего воздуха с очищаемым, приводящее в забиванию фильтровального материала осажденной пылью. Это обусловлено тем, что импульс подается через сопло в верхнюю или нижнюю часть рукавов часть рукавов и к низу рукава угасает. Таким образом, смешению подвергается лишь часть очищаемого воздуха. В случае равномерного распределения воздуха по рукавам и по их длине, смешение будет происходить с большим объемом очищаемого газа и конденсация воды на поверхности рукавов будет исключена.
В связи с этим предлагается распределить импульс сжатого воздуха по всей длине рукава. Для этого в рукавном фильтре на сопла продувочной трубы одеваются каучуковые трубки, рассчитанные на давление до 10 атм. (рис.4.1). В трубке на расстоянии 0,5 м от верха и низа рукава и через 1м. до ближайшего расположены отверстия. Отверстия в одной плоскости расположены перпендикулярно с 4-х сторон трубки [72].
В процессе регенерации сжатый воздуха распределяется по всей длине рукавов и удаление пыли происходит равномерно. Применение каучуковой трубки не осложняет процесса демонтажа рукавов, так как она гибкая и легко демонтируется. давлением до 0,8 МПа. Источником как правило служит компрессорная станция имеющаяся на предприятии или индивидуальный компрессор.
Часто, предприятия не имеют компрессорных станций, и при покупке рукавного фильтра приходится покупать и компрессор. При очистке небольших объемов газов до 5000 м /ч, стоимость компрессора сравнима со стоимостью самого фильтра. А при регенерации воздухом, забираемым из окружающей среды требуется установка дополнительного вентилятора. В связи с этим усовершенствована конструкция рукавного фильтра с регенерацией обратной продувкой очищенным воздухом [72]. Сущность разработки поясняется на рисунке 4.9, где показан общий вид рукавного фильтра и поперечное сечение по А-А.
Рукавный фильтр содержит камеру 1 запыленного газа, секции, каждая из которых имеет бункер 2 для пыли, корпус 3, 4, фильтровальные рукава 5 и камеру 6 очищенного газа. Камера 1 запыленного газа выполнена общей для всех секций 3 и 4 и подключена к трубопроводу 7 запыленного газа. При этом камера 1 и корпуса 3,4 выполнены прямоугольными в сечении, что способствует оптимальной компоновке оборудования. Предложенный оптимальный диапазон соотношения высоты камеры 1 и корпуса секции 3, 4 обеспечивает уменьшение неравномерности подачи очищенного газа потребителю. Камера 6 очищенного газа каждой секции 3 и 4 посредством трубопровода 8, на котором установлен дроссельный клапан 9, 10, подключена к всасывающему патрубку 11 вентилятора 12. На нагнетательном патрубке 13 вентилятора 12 установлен дроссельный клапан 14, ниже которого к нагнетательному патрубку 13 вентилятора 12 подсоединен продувочный трубопровод 15, от которого отходят трубопроводы подачи продувочного газа в каждую секцию 3, 4, которые снабжены дроссельными клапанами 16, 17 и подключены к трубопроводам очищенного газа 8 каждой секции 3, 4. На трубопроводах запыленного газа 7 и очищенного газа 8 установлены датчики давления 18 и расходомеры 19. На продувочном трубопроводе 15 установлен расходомер 20.
Равномерную подачу очищенного воздуха в камеру 6 обеспечивают при помощи воздухораспределителя 21, выполненного в виде труб, имеющих щелевые отверстия, расположенных между фильтровальными рукавами 5.
В рабочем режиме рукавный фильтр работает следующим образом. Дроссельные клапаны 9, 10 и 14 открыты, а 16 и 17 закрыты. Загрязненный газ по трубопроводу 7 поступает в камеру запыленного газа 1, которая является общей для всех секций 3 и 4. Из камеры 1 загрязненный газ проходит сквозь ткань фильтровальных рукавов 5 изнутри наружу. Пыль оседает на внутренней поверхности рукава 5 и ссыпается в бункер 2. Очищенный газ изнутри рукавов попадает в камеры очищенного газа 6 каждой секции. Очищенный газ из секций 3, 4 через воздухораспределитель 21, трубопроводы 8 и дроссельные клапаны 9 и 10 поступает во всасывающий патрубок 11 вентилятора 12 и через нагнетательный патрубок 13 и дроссельный клапан 14 подается потребителю или выбрасывается в атмосферу.
Рукавный фильтр может содержать различное количество секций в зависимости от требуемой производительности. Он может быть снабжен блоком управления, к которому подключаются имеющиеся в устройстве датчики, расходомеры и клапаны.
