РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

Целью данной работы является снижения концентрации пыли в воздухе рабочей зоны до нормативных значений во время регенирации за счет замены аспирационной системы и морально устаревших, физически изношенных рукавных фильтров на электрофильтр - современное оборудование очистки промышленных газов с высокой степенью очистки, соответствующий современным нормам.

При замене мы добьемся таких результатов, как: снижение концентрации пыли в воздухе рабочей зоны до нормативных значений, снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, уменьшение потерь сырьевых материалов и готового продукта путем возврата уловленной пыли назад в производство.

На данный момент рукавные фильтры не обеспечивают нужную степень очистки в воздухе рабочей зоны. При ПДК_рз = 2 мг/м³ в цеху Тяжелой соды концентрация пыли в воздухе рабочей зоны на отметке 10м составляет 10 мг/м³.

Определим необходимый объем воздуха, для ассимиляции выделяющихся в помещении вредных веществ до уровня ПДК, по формуле:

L=,                                                                      (1)

где      G – количество вредных веществ, выделяющихся в помещении, мг/ч;

– предельно допустимая концентрация вредных веществ в помещении, мг/м³. Для карбоната натрия  = 2 мг/м³

 –концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³.

Определим концентрацию вредных веществ в приточном воздухе по следующей формуле:

=0,3,                                                                  (2)

Подставив значения в формулу (2) получим:

= 0,3 = 0,6 мг/м³;

Количество вредных веществ, выделяющихся в помещение, определим по следующей формуле:

G=С_нVm,                                                                 (3)

где      С_н – концентрация вредных веществ в помещении, мг/м³. С_н = 10 мг/м³;

V – объем помещения, м³. Примем V = 7000 м³;

m – коэффициент, учитывающий неорганизованный воздухообмен, m=1,1 ч^-1.

Подставив значения в формулу (3) получим:

G = 1070001,1 = 77000 мг/ч;

Подставим полученные значения в формулу (1):

L =  = 55000 м³/ч = 15,28 м³/с.

На данный момент, объем очищаемого потока газа составляет V₁ = 7,53984 м³/с. Необходимый объем очищаемого потока газа определим по следующей формуле:

V_газа=L+V₁;                                                                      (4)

V_газа = 15,28+7,53984 = 22,81984 м³/с.

С учетом запаса, для расчетов примем V_газа = 25 м³/с.

Для реализации данного проекта следует подобрать серийную конструкцию электрофильтра, если температура равна 45°С, размер частиц в потоке газа лежит в диапазоне 5…40 мкм, объем очищаемого потока газа равен 25 м³/с, степень очистки его должна быть не ниже 99,9 %.

Определяем величину скорости дрейфа частиц размером 5 и 40 мкм по следующей формуле:

W_д=0,05910^-10                                                          (5)

где      Е - напряженность электрического поля электрофильтра;

d_ч – диаметр частиц пыли соды кальцинированной;

– вязкость газа (в нашем случае – воздух);

Напряженность электрического поля в ходе очистки примем равной 30.10⁴Вт/м, что характерно для электрофильтров сухой очистки.

W_д(5)=0,05910^-10=13,756*10^-2 м/с;

W_д(40)=0,05910^-10=110,051*10^-2 м/с.

Скорость газа в активном сечении примем равной _г = 1 м/с.

Полное улавливание происходит тогда, когда самая медленная частица имеет достаточно времени для того, чтобы пройти путь от коронирующего электрода до осадительного, поэтому определяем время, необходимое для осаждения частиц размером 5мкм, так как они имеют в 8 раз меньшую скорость дрейфа. Предварительно выбираем электрофильтр типа ЭГА с расстоянием между коронирующим и осадительным электродами 150 мм, путем движения запыленного потока в электрофильтре равным l = 8,5 м Расчет τ_ос проводим по формуле:

τ_ос=,                                                                    (6)

где       – расстояние между коронирующим и осадительным электродами;

W_д(5) – скорость дрейфа частиц пыли, размером 5 мкм.

τ_ос=  = 1,09 сек.

Определяем необходимую величину активного сечения электрофильтра по следующей формуле:

S=,                                                                         (7)

где      V_газа - объем очищаемого потока газа;

 – скорость газа в активном сечении.

S =  = 25 м².

Степень очистки сушильного агента в данном электрофильтре определяем по уравнению:

=[1-exp(-W_дf)]100%,                                                          (8)

где      f – удельная площадь осаждения.

Так как для нашего случая  должен быть не меньше 99,9 %, то определим удельную площадь осаждения электрофильтра по уравнению:

[1-exp(-0,13756f)]100%=99,9 %

f=50 м²/м³с.

Определим площадь осаждения:

F_ос=f_газа                                                                    (9)

F_ос=м².

Принимаем F_ос=2484 м², S=28,7 м², что характерно для электрофильтра типа ЭГА 2-14-7,5-6-2, где

2 – количество секций;

14 – количество газовых проходов;

7,5 – высота электродов;

6 – количество элементов в осадительном электроде;

2 – количество электродных полей.

По полученным данным вычислим реальную удельную площадь осаждения:

f= ;                                                                   (10)

f =  = 99,36 м²/м³с.

Определим степень очистки в данном электрофильтре:

=[1-exp(-0,13756)]100% = 99,99%.

Полученная величина степени очистки выше заданной, поэтому выбранный тип электрофильтра обеспечит необходимую степень пылеочистки с воздуха рабочей зоны.

Список литературы:

1. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки / учебное пособие. Пенза 2005. – 210 с.
2. ГОСТ 10689-75. Сода кальцинированная техническая из нефелинового сырья. Технические условия.
3. Сайт Электрофильтр.ру: URL: http://www.elektrofiltr.ru
4. Фильтры. Системы очистки. Производители фильтрующего оборудования: URL: http://www.oil-filters.ru/bag_filters.php