Технологический расчет фильтров

Технологический расчет сводится к определению площади фильтрующей поверхности, гидравлического сопротивления аппарата и эффективности пылеулавливания для выбранного типа фильтра.

Площадь фильтрующей поверхности

, м² (1.1)

где L – объемный расход вентиляционных выбросов, м³/ч;

g – удельная газовая нагрузка при фильтрации, м³/(м²·мин).

Удельная газовая нагрузка

 

g=g_н·C₁·C₂·C₃·C₄·C₅, м³/(м²·мин) (1.2)

 

где g_н – нормативная удельная нагрузка, которая зависит от вида пыли и ее регенеративных свойств;

C₁, C₂, C₃, C₄, C₅ – эмпирические коэффициенты, которые учитывают, соответственно, особенности регенерации фильтрующих элементов, влияние концентрации пыли на газовую нагрузку, влияние дисперсного состава пыли в газе, влияние температуры газа и требования к качеству очистки. Значения указанных коэффициентов определяются по табл.2.1 – табл.2.6.

 

Табл.2.1 - Значения удельной газовой нагрузки

Значение gн, м3/(м2·мин)
3,5	2,6	2,0	1,5	1,2
Опилки Древесная пыль	Песок Гипс Зола	Цемент Глинозем Известняк Кварц	Пигмент Силикаты Красители	Сажа Технический углерод

 

 

Табл.2.2 - Значения коэффициента С₁* учитывающего особенности

регенерации фильтрующих элементов

 

Способ регенерации фильтра	С1
Импульсная продувка сжатым воздухом (ИП) Двухсторонняя импульсная продувка (ДИП) Обратная продувка и встряхивание (ОПиВ) Обратная продувка (ОП)	0,95…0,86* 0,70…0,85* 0,55…0,7*

 

* Меньшие значения принимаются для рукавных фильтров из плотной

ткани, большие - для фильтров из стеклоткани.

 

 

Табл.2.3 - Значения коэффициента С₂, учитывающего влияние

концентрации пыли С_вх в вентиляционных выбросах

Свх, г/м3	С2	Свх, г/м3	С2	Свх, г/м3	С2	Свх, г/м3	С2
1	1,12 1,10		1,08 1,04		1,02 1,00		0,97 0,95

 

 

Табл.2.4 - Значения коэффициента С₃, учитывающего влияние

дисперсного состава пыли в газе

 

Медианный размер частиц dч, мкм	С3	Медианный размер частиц dч, мкм	С3
Свыше 300 100-300 50-100	1,5…1,7 1,2…1,4 1,1	10-50 3-10 Менее 3	1,0 0,9 0,7…0,9

 

 

Табл.2.5 - Значения коэффициента С₄, учитывающего влияние

температуры очищаемого газа

 

tг , оС
С4		0,90	0,84	0,78	0,75	0,73	0,72	0,70	0,68	0,67

 

Гидравлическое сопротивление рукавного фильтра состоит из сопротивления корпуса аппарата ∆Р_к и сопротивления фильтрующих поверхностей ∆Р_п

∆Р = ∆Р_к + ∆Р_п, Па (1.3)

Табл.2.6 - Значения коэффициента С₅, учитывающего требования

к качеству очистки газа

 

Содержание пыли после очистки Скон, мг/м3	С5
Свыше 200 10 и менее	1,50 1,45 1,25 1,16 1,00 0,98 0,95

 

Гидравлическое сопротивление фильтрующих поверхностей характеризуется постоянной ∆Р′ и переменной ∆Р″ составляющими

∆Р_п = ∆Р′ + ∆Р″, Па(1.4)

Постоянная составляющая определяется из соотношения

∆Р′ = К_п·μ·W_ф , Па(1.5)

где W_ф= – скорость фильтрации, м/с; L - объемный расход очищаемых газов, м³/ч; F - площадь фильтрующих элементов, м²; μ – вязкость газа, Па·с, определяется по табл.2.7; К_п – коэффициент, характеризующий сопротивление фильтрующей перегородки с остаточным слоем пыли, определяется по табл.2.8.

Переменная составляющая гидравлического сопротивления равна

∆Р″= , Па (1.6)

где К_сп – коэффициент сопротивления слоя пыли, определяются по табл.2.9; С_нач – начальная концентрация частиц пыли в потоке, кг/м³; , с – продолжительность процесса фильтрования; h – высота аппарата.

Эффективность пылеулавливания, соответственно, равна:

. (1.7)

Количество входящей пыли:

М_нач = L·С_нач, г/c. (1.8)

Количество уловленной в фильтре пыли:

∆M = M_нач·η;, г/c. (1.9)

Количество пыли, выбрасываемой в окружающую среду:

M_кон = M_нач – ∆M, г/c. (1.10)

 

Табл.2.7 - Динамическая вязкость и плотность

сухого воздуха

 

tг , оС
μ;·106 , Па·с	18,1	18,6	19,1	19,6	20,1	20,6	21,1
ρ;, кг/м3	1,205	1,165	1,128	1,093	1,060	1,029	1,00
tг , оС
μ;·106 , Па·с	21,5	21,9	22,8	23,7	24,5	25,3	26,0
ρ;, кг/м3	0,972	0,946	0,898	0,854	0,815	0,779	0,746

 

 

Табл.2.8 – Значения коэффициента К_п, характеризующего

сопротивление фильтровальной перегородки

 

№ п/п	Тип фильтрующего материала	Коэффициент Кп, м-1
	Сукно	(1100…1300)∙106
	Нитрон	(1350…2000)∙106
	Лавсан	(2300…2500)∙106
	Стеклоткань	(3000…32500)∙106
	Хлорин	(13000…15000)∙106

 

 

Табл.2.9 – Значения величин К_сп характеризующих

свойства пыли

 

К Ксп = 2,5∙109	Ксп =6,5∙109	Ксп =20∙109	Ксп =28∙109	Ксп =33∙109
Опилки Древесная пыль	Песок Гипс Зола	Цемент Глинозем Известняк Кварц	Пигмент Силикаты Красители Кокс Зола	Сажа Технический углерод