Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Технология / Другие методич. материалы / Научно -исследовательская работа "Сравнительная характеристика тканей рукавных фильтров для пылеулавливания вельцвозгонов"

Научно -исследовательская работа "Сравнительная характеристика тканей рукавных фильтров для пылеулавливания вельцвозгонов"

  • Технология

Поделитесь материалом с коллегами:

hello_html_140a5cc1.gif

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Министерство образования и науки Республики Казахстанhello_html_2a969178.png



Шығыс Қазақстан облысы әкімдігі білім басқармасының «Риддер аграрлық техникалық колледжі» коммуналдық мемлекеттік қазыналық кәсіпорыны

Коммунальное государственное казенное предприятие «Риддерский аграрно-технический колледж» Управления образования Восточно-Казахстанского областного акимата

C:\Users\PRyabichev\Desktop\К отчёту май 2012г\Новая папка\DSC00446.JPG

«ВЕЛЬЦ АЙНАЛЫМДАРДЫҢ ШАҢЫН ҰСТАУҒА АРНАЛҒАН ЖЕҢ СҮЗГІЛЕР МАТАЛАРЫНЫҢ САЛЫСТЫРМАЛЫ СИПАТТАМАСЫ» жобасы

Проект «СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТКАНЕЙ РУКАВНЫХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ВЕЛЬЦВОЗГОНОВ»



H:\Женя Павина\DSC02004.JPG







Әзірледі: 1003000 «Түсті металдардың металлургиясы» мамандығы МЦМ-13 тобының студенті

Разработала: студентка группы МЦМ-13 специальности 1003000 «Металлургия цветных металлов»

Павина Евгения Анатольевна

G:\Ратк Подейкина Л.С\Фото\Педагоги РАТК\Подейкина Лариса Сергеевна.JPG

Ғылыми жетекші

Научный руководитель

Арнайы пәндердің оқытушысы

Преподаватель спецдисциплин

Подейкина Лариса Сергеевна




г.Риддер 2015год


Содержание

Введение

  1. Теоретические основы технологического процесса

  2. Характеристика оборудования

  3. Фильтровальные ткани

  4. Сравнительная характеристика тканей

  5. Расчет

Вывод

Список использованных источников






















































Введение

Цель проекта: сравнение двух видов тканей, используемых при газоочистке вельцпроцесса с целью выявления достоинства и недостатков и внесения предложения, увеличивающего срок действия более дешевой ткани без остановки на ремонт оборудования и замены полотна

Объект исследования: синтетические и натуральные ткани, как фильтровальный материал.

Актуальность темы: Одна из проблем металлургических предприятий по производству цинка - очистка выбросов в атмосферу. Так как производство достаточно вредное, то основная задача поиск новых материалов для обезвреживания продуктов реакции в окружающую среду. Для очистки газообразных и газопылевых выбросов с целью их обезвреживания или извлечения из них дорогих и дефицитных компонентов применяют различное очистное оборудование и соответствующие технологические приемы. Для очистки запыленных газов все большее распространение получает на последних ступенях сухая очистка рукавными фильтрами. Классификация рукавных фильтров возможна по следующим признакам: форме фильтровальных элементов, месту расположения вентилятора относительно фильтра, способу регенерации ткани, виду используемой ткани. В качестве фильтровальных материалов применяют ткани из природных волокон (хлопчатобумажные и шерстяные) и ткани из синтетических волокон (нитроновые, лавсановые, полипропиленовые -оксалон).





























  1. Теоретические основы технологического процесса

Вельц-процесс применяется для переработки материалов с низким содержанием летучих металлов путем нагревания их во врашаюшейся трубчатой печи до температуры, при которой извлекаемый металл возгоняется. Возогнанный металл увлекается газами, образующимися в печи, и улавливается в виде пыли, обогащенной возогнанным металлом.

Этим процессом можно перерабатывать руды, хвосты, пром- продукты, шламы, золы, шлаки и всякого рода отходы. Он может быть применен в промышленном масштабе для извлечения цинка, свинца, кадмия, индия, олова, ртути, мышьяка, сурьмы, молибдена. Часть этих металлов возгоняется в виде паров металлов (цинк, кадмий, ртуть), некоторые в виде сульфидов (свинец, олово, мышьяк, молибден), хлоридов (индий), оксидов (сурьма, мышьяк). Серебро также частично возгоняется в вельц-печах.

Вельц-процесс представляет непрерывный цикл работы наклоненной вращаюшейся печи при использовании твердого восстановительного материала. В настоящее время для проведения процесса различные компании используют печи длиной до 95 м.

Физико-химическая характеристика процесса. Для того чтобы правильно оценить роль тех или иных физико-химических процессов, приводящих к разделению элементов по различным продуктам вельц-процесса, целесообразно рассмотреть условия, в которых они реализуются. Это прежде всего распределение температур и условия массопередачи во вращающихся печах.

Прямые измерения температур в вельц-печах проводились, как правило, в процессе исследований.Однако имеющиеся в литературе и полученные нами данные позволяют заключить. что температура газовой фазы превышает температуру реакционной массы на - 80 % длины печи, а максимальная температура реакционной массы практически не превышает 1300 °С (в вельц-печах недопустимо образование заметного количества жидкой фазы, а температура плавления большинства видов сырья составляет 1200-1300 °С).

Вращающаяся печь представляет собой футерованный барабан. установленный под небольшим углом к горизонту, и является не только реактором, но и транспортным устройством непрерывного действия, причем характер перемещения материала в печи оказывает существенное влияние на тип массообмена между конденсированной и газовой фазами внутри аппарата.

Печь как труба, не полностью заполненная сыпучим материалом, работает в «перекатном» режиме, типичном для стержневых мельниц и барабанных грануляторов. Работа печи осуществляется при скоростях вращения значительно ниже критической и характеризуется отсутствием свободного падения материала в газовом объеме. При вращении трубы по мере достижения угла естественного откоса материал ссыпается по поверхности сегмента.

В печи, кроме пересыпания, вследствие наклона после каждого цикла подъем-скатывание материал перемещается в сторону более низко расположенного разгрузочного конца.

В процессе скатывания шихты по откосу высвобождается заключенная между ее частицами газовая фаза, которая смешивается с движущимся вдоль печи газовым потоком и удаляется таким образом от места ее выделения. Поток газа через непересыпающуюся часть шихты, если в ней мало высоколетучих материалов, отсутствует.

Поэтому в ней возможны лишь диффузионные процессы — насыщение газовой фазы, заключенной между частицами шихты, летучими элементами и соединениями. Передача паров элементов и соединений, давление пара которых меньше внешнего, в газовый поток, проходящий по печи, осуществляется в этом случае преимущественно путем конвективного массообмена между потоком и пересыпающейся частью шихты.

Перекатывание материала существенно влияет на реакционную способность составляющих шихты. В частности, возможно обновление поверхности восстановителя за счет удаления с нее золы. Поэтому, наряду с временем пребывания реакционной массы в печи, важнейшим технологическим параметром является длина пути обработки .Свободная диффузия газов и паров из объема реакционной массы в газовый поток в общем случае также имеет место, но ее вклад относительно невелик и резко уменьшается при наличии вынужденной диффузии, снижающей градиенты концентраций.

В первом приближении в печи размерами 2x40 м, при степени заполнения рабочего объема 16 %, времени обработки 2 ч и скорости вращения I мин-1, конвективно обменивается ~8 % газовой фазы, приходящейся на I т перерабатываемого материала.

Открытая внешняя поверхность реакционной массы в зоне возгонки этой печи равна 15—20 м2.При имеющихся градиентах концентраций через эту поверхность может быть передано свободной диффузией не более 15—20 кг углерода в час. Фактически в такой печи расходуется не менее 1000кг углерода в час, так что доля чисто диффузионной массопередачи не превышает 2 %.В связи с этим основная роль в возгонке веществ, развивающих давление выше атмосферного (аппарат не герметизирован и давление в нем отличается от атмосферного на несколько десятков миллиметров водяного столба) принадлежит вынужденной диффузии, а для малолетучих веществ — «транспорту на носителе».Нагрев реакционной массы обычно осуществляют с помощью мазутных, газовых или пылеугольных горелок, факел которых располагается в свободной от реакционной массы части объема нижней (разгрузочной) зоны печи.

Если во врашаюшейся печи проводят восстановительный обжиг с добавкой углеродистого топлива, нагрев может осуществляться сжиганием выходящих из слоя шихты газов, содержащих оксид углерода и другие горючие компоненты, например пары металлов. Для этого в свободное от шихты пространство разгрузочного конца печи подают окислитель (воздух или воздух, обогащенный кислородом).

Возможен также и комбинированный способ, в котором наряду со сжиганием газообразных продуктов восстановительного обжига используют подтопку с применением постороннего горючего. Общим для перечисленных выше способов является то, что горение осуществляется в объеме над шихтой. Там же развиваются наиболее высокие температуры, т. е. нагрев слоя материала во врашаюшейся трубчатой печи является внешним, в отличие от шахтных печей и печей кипящего слоя, в которых тепло выделяется в объеме шихты. Непрерывное перекатывание шихты благотворно сказывается на ее реакционной способности, это должно быть связано с удалением составляющих золы с поверхности кусков углеродистого восстановителя.

По мнению большинства авторов, независимо от вида вельцуемого материала вельц-печь можно условно разделить на зоны. Процессы, протекающие в каждой зоне, наиболее наглядно проиллюстрированы в работах на примере вельцевания цинковых кеков в печи с размерами: диаметр 2.5, длина 41 м

Первая зона — сушка и подогрев шихты — располагается на длине 8—10 м от загрузочного конца вельц-печи. В этой зоне удаляется свободная и связанная влага, шихта нагревается до температуры начала реакций. По мере продвижения шихты в печи температура материала растет, а тепловой поток в интервале, где происходит интенснвное испарение влаги резко падает, а затем вновь начинает расти (см. рис. I). Газ в этой зоне является греющей средой. Роль массообменных процессов в этой зоне велика, так как при испарении свободной связанной влаги 25,56 % тепла из шихты возвращается обратно в газовую фазу, причем в газовый поток переходит большая масса с малой температурой по отношению к температуре газового потока, вследствие чего температура газового потока понижается с 1293 до 993 К .

Вторая зона - восстановление сульфатов - располагается от 10-го до 20-го метра длины печи. В этой зоне разлагается 94,3 % сульфатов, причем наиболее интенсивно сульфаты разлагаются на 18-20-м метре длины печи, где температура достигает 1373-1473 К и содержание сульфатов в шихте еще довольно высокое (50—55 % от первоначального). В этой зоне возгоняется ~21 % цинка и улетучивается кадмий. Здесь же 30 % трехвалентного железа восстанавливается до двухвалентного, 13 % — до металлического, а также восстанавливаются оксиды других металлов. Реакции разложения являются эндотермическими и требуют значительного количества тепла. В этой же зоне начинается горение коксика, однако тепла, которое выделяется при сгорании коксика, еще недостаточно, чтобы обеспечить протекание эндотермических реакций разложения сульфатов и ферритов. В зоне восстановления сульфатов и ферритов теплообмен излучением от газовой фазы к шихте играет основную роль. Всего шихта в зоне восстановления сульфатов получает 7236338 кДж/ч тепла. Из них 97,87 % тепла шихта получает за счет излучения, 1,13 % — за счет конвекции и 1 % — за счет горения коксика. Из шихты в газ за счет тепломассопереноса продуктами восстановления возвращается 13,6 % тепла.

Третья зона — возгонка цинка — расположена от 20-го до 33- го метра длины печи. В этой зоне интенсивно развиваются процессы восстановления оксида цинка и возгоняется до 70 % цинка. Наиболее интенсивно возгонка цинка происходит в зоне 23-го — 33-го метров длины печи, т. е. в зоне наибольших температур. Исследования показали, что интенсивность возгонки цинка из шихты мало зависит от концентрации цинка в шихте, а главным образом — от температуры шихты. К 24—26-му метрам от загрузочного конца печи полностью заканчивается разложение сульфатов. В зоне возгонки цинка происходит также окисление сульфида цинка, сульфидирование и отгонка свинца и продолжают восстанавливаться соединения железа (см. рис. 2). С начала зоны возгонки цинка до 26-го метра печи газ является греюшей средой и отдает излучением и конвекцией шихте 1106360 кДж/ч тепла. Большое значение для нагрева шихты на этом участке имеет сгорание избыточного углерода в поверхностных слоях шихты до оксида углерода. В результате этой реакции шихта между 20-м и 25-м метрами печи получает до 377996 кДж/ч тепла. Однако 44.2 % тепла за счет массопереноса летучими продуктами шихты возвращается в газовый поток .

Четвертая зона — формирование клинкера — расположена на 33-41-м метрах от загрузочного конца вельц-печи. В зоне клин- керообразования возгоночные процессы постепенно прекращаются, здесь идет преимущественно восстановление соединений железа . Температура шихты снижается за счет отдачи тепла газовому потоку и излучения через разгрузочное отверстие печи в окружающую среду и становится на выходе печи равной 1433 К В этой зоне затрачивается -70 % всего кислорода который расходуется на горение углерода. Ввиду большой разницы температур шихты и газового потока в зоне образования клинкера очень велика роль теплообмена излучением и конвекцией (5688070 кДж/ч). Однако определяющую роль в нагреве газового потока в этой зоне все-таки играет термическая реакция сгорания СО до COj. в результате которой в газовой фазе выделяется 6469986 кДж/ч тепла .

Основным восстанавливающим реагентом при вельцевании является оксид углерода, образующийся при окислении коксика кислородом воздуха. Образующийся при восстановлении оксидов СО2 взаимодействует с углеродом по известной реакции Будуара

С02 + С = 2СО.


Таким образом, процесс восстановления оксидов металлов при вельцевании можно представить в следующем виде:


МеО + СО =Me + СО2

С02 + С =2СО

МеО + С =Me +СО.


Энергия активации при этом составляет 70.4 кДж/моль. Протекание указанной реакции подтверждается ростом доли оксида цинка в реакционной массе по длине печи на участке разложения сульфатов.

Из приведенных данных видно, что основная масса соединений цинка разлагается до оксида, который далее по мере продвижения материала по длине печи восстанавливается до металла.image7



Рисунок 1- Общий вид трубчатой вращающейся печи.

1-транспортер; 2- бункер; 3- питатель; 4- загрузочная течка; 5- верхняя головка печи; 6 – барабан; 7- опоры печи; 8-привод; 9- нижняя головка печи; 10- желоб для грануляции клинкера и гранулятора; 11- газоход для отвода газов и возгонов.



Восстановление оксида цинка углеродом

ZnO + СО = Zn + С02


Большинство исследователей установило, что оксид цинка активно восстанавливается оксидом углерода при температуре, близкой к 1000 °С, и легко окисляется диоксидом углерода при 400 °С и выше.

Восстановление оксида цинка изучали при температурах 500.

600, 900 и 1100 0С при давлении оксида углерода 23 кГТа. При 1100 °С восстановление заканчивалось полностью за 30 мин . Кажущаяся энергия активации равна 114203 кДж/моль.

Автокаталитические явления отсутствуют, что, видимо, связано с газообразным состоянием восстанавливаемого металла, постоянным обнажением поверхности зерен оксида и отсутствием слоя продукта восстановления и связанной с ним внутренней диффузией.

Можно полагать, что в состоянии адсорбционного насыщения процесс восстановления оксида цинка лимитируется десорбцией парообразного цинка.

Реакция восстановления оксида цинка протекает по адсорбционному механизму и существенной стадией реакции является десорбция паров восстановленного цинка, которая может лимитировать весь процесс восстановления.

Для огневого обогащения во вращаюшейся трубчатой печи большой интерес представляет восстановление оксида цинка в присутствии твердого углерода:

Zn + С = Zn (газ) + СО.


Восстановление оксида цинка углеродом сопровождается испарением образовавшегося металла. Естественно, что в присутствии углерода и ZnO газ содержит не только оксид, но и диоксид углерода, но в другом соотношении, чем при газовом восстановлении.

Реакция идет в 2 стадии: восстановление оксида цинка оксидом углерода с последующей регенерацией образующегося диоксида, причем лимитирует процесс восстановление диоксида углерода.

В подтверждение этого приводится ряд наблюдений. При больших содержаниях углерода в смеси (трехкратный избыток по сравнению со стехиометрическим) изотермы имеют линейный характер, при малых его содержаниях, а также в форвакууме наблюдается незначительное убывание производных. Брикетироваиие не дает заметного ускорения восстановления по сравнению со смешиванием.

Если при восстановительном обжиге в шихте содержится

много оксидов железа, то оксиды также восстанавливаются и становится возможным взаимодействие между оксидом цинка и металлическим железом по уравнению

ZnO + Fe = FeO + Zn(газ).


При этом цинк также переходит в газовую фазу.

Установлено, что при температурах 1100-1200 °С восстановление протекает интенсивно и добавка инертного материала на его скорость практически не влияет.Сырье для переработки вельц-процессом

Гидрометаллургический способ производства цинка получил широкое распространение после того, как были получены достаточно богатые и относительно чистые от примесей (более 40 % содержания цинка) концентраты.

Окисленные цинксодержашие руды, твердые остатки гидрометаллургического производства цинка, цинксодержашие отходы (шлаки, пыли) металлургических производств, шламы других отраслей промышленности (химической, автомобильной) утилизируются вельц-процессом с получением продукта вельц-оксида, близкого по содержанию цинка к огаркам от обжига цинковых концентратов (содержание цинка более 60 %). Поэтому вельц-оксид можно использовать как сырье для гидрометаллургии.


2.Характеристика оборудования

Таблица 1 – Характеристика основного оборудования



Наименование оборудования




Техническая характеристика

Кол-во

Использование оборудования

Порядок проведения ремонтов

Срок службы быстро изнашивающихся деталей

1

2

3

4

5

6

7

1

Вельцпечь


Вращающаяся, длиной 75м. Диаметром 5м. на 4 опорах с углом наклона 2,5%; число оборотов регулируется ступенчато от 0,5 до 0,95 об/мин. гл.привод передаточное число 783, эл. двигатель АД4Р-400Х-6Y1 N=315кВт, 915А, п=1000об/мин., КПД-94,1%, редуктор ЦТ-2900

1

Вельцевание окисленной руды «Шаймерден», шлаков, кеков, цинксодержащих продуктов.

ППР один раз в 3 м-ца.

Кап. ремонт 3 раз в год

Огнеупорная футеровка

до 90 суток

2

Вельцпечь







Вращающаяся, длиной 70м. Диаметром 5м. на 4 опорах с углом наклона 2,5%; число оборотов регулируется ступенчато от 0,5 до 0,95 об/мин. гл.привод передаточное число 783, эл. двигатель МА 36-62-8Ф N=160кВт п=740об/мин., редуктор ЦТ-2900

2



Вельцевание окисленной руды «Шаймерден», шлаков, кеков, цинксодержащих продуктов.

ППР один раз в 3 м-ца

Кап. ремонт 3 раз в год

Огнеупорная футеровка

до 90 суток

3

Котёл – утилиза-

тор

КУЦМ–В -30/39


Производительность 30т/час, давление рабочее 39кг/см2, температура газов на входе до1000оС, объем газов 90тыс.нм3 температура газов на выходе до 350оС,

2

Утилизация тепла отходящих газов после в/печи.

ППР 1 раз в 6 месяцев

Кап. ремонт 1раз в 4 года.


4

Котёл – утилиза-

тор

РК 30/1,4-90-850

радиационно-конвективный, номинальной производительностью-30т/час, абсолютным давлением-1,4 МПа, объем газов 90 м3/час и температурой греющих газов до10000С, температурой газов на выходе до 2500 С


1

Утилизация тепла отходящих газов после в/печи.


ППР 1 раз в 6 месяцев

Кап. ремонт 1раз в 4 года.


5

Конвейер скребковый типа КПС-500, 200

Длина –17,6 - 75,5м, эл.дв.

N = 17 кВт.

n = 1440-1500 об/мин


31

Транспортировка оборотных материалов из бункеров ПК и КУ в/п №1,2,3

ППР 1 раз в 6 м-цев, кап. ремонт 1раз в год


Цепь груз. – 12 м-цев, звездочка привода 1год, цепь прив.0,8мес.

6

Элеватор ЦГ-400

1.Высота подъёма 18,66-30,76м., эл. двигатель N-37кВт, п=1500об/мин., редуктор РМ500




12





Транспортировка оборотных материалов, вельцокиси в отд. шихтоподготовки, вельцотделении и отд. пылеулавливания, тонкой очистки.

ППР 1раз в месяц

Кап. ремонт 3 раза в год

Цепь приводная – 3месяца

Цепь с ковшами 3года

7

Элеватор

ЦО-250

2.Высота подъёма 8,3м., эл. двигатель N-37кВт, п=1500об/мин., редуктор РМ500

1

Транспортировка в/о от бункеров № 12,13,14 КУ №3 в отделение тонкой очистки для отгрузки потребителю.

ППР 1раз в месяц

Кап. ремонт 3 раза в год


Цепь приводная – 3месяца

Цепь с ковшами 3года

8

Конвейер винтовой

Ø = 400мм, длина – 5-20м., мощность привода N = 2,2-4,5кВт


12

Транспортировка в/возгонов

ППР 1 раз 6 м-ев, кап. ремонт 1раз в год


Шнек – 12 месяцев

9

Насос водянной, на смыве клинкера 1АХ 250-200-315д-И-СД-УЗ

производительность – 315 л/сек

Д – двустороннего действия

номинальный напор, – 250 м.вод.ст.

эл. двигатель 160 кВт; n – 1500 об/мин

9

Гидротранспортировка клинкера от разгрузки в/печей в гран.басейн

ППР 1раз в месяц

Кап. ремонт 1 раз в год

Турбинка 8м-цев

10

Рукавный фильтр

УРФМ-2М

Площадь фильтрации - 2300 м2

Разряжение: на входе 70-120мм.вод.ст.

на выходе 150-320мм.вод.ст.

10

Очистка технологических газов, пылеулавливание вельцвозгонов.

ППР-1 раз в 5 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет

Рукава из ткани «Оксалон» 3-6 мес., шнека, манжеты пневмоцилиндров, цепь ПР-25 -12м

11

Рукавный фильтр

ФРИ-1600

Площадь фильтрации - 1600 м2

Разряжение: на входе 70-120мм.вод.ст.

на выходе 150-320мм.вод.ст.

7

Очистка технологических газов, пылеулавливание вельцвозгонов.

ППР-1 раз в 5 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет

Рукава из ткани «BWF» 6 мес., шнека, манжеты пневмоцилиндров, цепь ПР-25 -12м



12

Рукавный фильтр

РФСП-395

Площадь фильтрации - 395 м2

Разряжение: на входе 70-120мм.вод.ст.

на выходе 150-320мм.вод.ст.

1

Очистка аспирацион-ного воздуха от вельцпечей №1 и №2

ППР-1 раз в 5 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет

Рукава из ткани «Оксалон» 3-6 мес., шнека, манжеты пневмоцилиндров, цепь ПР-25 -12м

13

Рукавный фильтр

ФРИК-710

Площадь фильтрации - 710м2

Разряжение: на входе 70-120мм.вод.ст.

на выходе 150-320мм.вод.ст.

2

Очистка аспирационного воздуха от вельцпечи №3, ОШП

ППР-1 раз в 5 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет

Рукава из ткани «Оксалон» Т10-3-6 мес., шнека, манжеты пневмоцилиндров, цепь ПР-25 -12м

14

Рукавный фильтр

ФРИК-10

Площадь фильтрации - 10 м2

Разряжение: на входе 70-120мм.вод.ст.

на выходе 150-320мм.вод.ст.

2

Механизированная уборка пыли ОШП

ППР-1 раз в 5 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет

Рукава из ткани «Оксалон» Т10-3-6 мес., шнека, манжеты пневмоцилиндров, цепь ПР-25 -12м





15

Дымосос ДН-19

Q = 100000м3/час

Эл. двигатель N=200 кВт, п=980 об/мин.


12

Транспортировка очищенных газов от фильтров УРФМ на сан. трубу.

ППР 1 раз 6 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет


15

Дымосос

ДН-12,5

Q = 50000м3/час

Эл. двигатель N=75 кВт, п=3000 об/мин.


6

Транспортировка газов от сушильных барабанов и аспирационных отсосов вытяжной ссистемы

ППР 1 раз 6 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет



17

Дымосос ДН-15

Q = 74000м3/час

Эл. двигатель N=250 кВт, п=1500 об/мин.


12

Транспортировка очищенных газов от фильтров ФРИ - 1600 на сан. трубу.

ППР 1 раз 6 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет


18

Вентиляторы

Q = 77400/час


13

Отсос вент.

Воздуха

ППР 1 раз 6 м-ев, кап. ремонт 1раз в 5 лет

Шкивы 24 месяца

hello_html_7076a06.gif













Рисунок 2- Технологическая схема вельццеха


Пылеулавливание и транспортировка вельцокиси

Технологические газы от вельцпечей, по газоходам, диаметром 2420мм, попадают в пылевую камеру, смешиваются, и далее либо по внешнему газоходу сечением 2800х3800мм круглому внешнему газоходу диаметром 3400 мм через пылевую камере поступают в распределительный коллектор фильтров отделения пылеулавливания (отделение фильтров УРФМ-2М), либо по круглому газоходу диаметром 2420 мм в распределительный коллектор фильтров отделения фильтров ФРИ-1600, с температурой не более 250 оС и с запылённостью 50-80г/мз. В газоходных трактах происходит грубое пылеулавливание и охлаждение газов.

Перед входом в рукавные фильтра объём газов за счёт подсосов атмосферного воздуха по трассе увеличивается со снижением температуры. При этом запылённость газов уменьшается за счёт разбавления газов атмосферным воздухом и осаждения возгонов в пылевых камерах, газоходах, коллекторах. На круглом внешнем газоходе отделения фильтров УРФМ-2М установлен организованный подсос атмосферного воздуха диаметром 2020мм для охлаждения газов, поступающих в рукавные фильтры, имеющий автоматическое управление от заданной температуры. На круглом газоходе отделения фильтров ФРИ-1600 установлен организованный подсос диаметром 800 мм для охлаждения газов и также имеющий автоматическое управление.

Для очистки газов в отделении фильтров УРФМ-2М установлено 10 фильтров УРФМ-2М с общей площадью фильтрации 23000м2. Тяга через фильтры осуществляется хвостовыми дымососами ДН-19 (производительностью 100000мз/час), установленными по одному за каждым фильтром.

Для очистки газов в отделении фильтров ФРИ-1600 установлено 7 фильтров ФРИ-1600 с общей площадью фильтрации 11200м2. Тяга через фильтры осуществляется хвостовыми дымососами ДН-15Б (производительностью 77000 м з /час), установленными по одному за каждым фильтром.

Принцип действия рукавных фильтров основан на улавливании пыли из газов пылевым слоем, образующимся на поверхности ткани при прохождении газового потока.

Осаждение пыли на ткани происходит под действием сил диффузии, инерции, электростатики и броуновского движения. Для поддержания постоянного расхода газа, накопившаяся на ткани пыль периодически удаляется, а ткань регенерируется. Регенерация ткани и удаление пыли производится встряхиванием, обратной или импульсной продувкой в фильтрах.

Очищенные в фильтрах УРФМ-2М и ФРИ-1600 газы, через подземный боров сечением 6000х5000 мм и наружные газоходы диаметром 4400 мм сбрасываются в трубу высотой 180м. и диаметром у основания 36м.

Возгоны, уловленные в рукавных фильтрах УРФМ-2М, пылевых камерах, осевшие в бункерах газоходов, 1-2 раза в смену системой винтовых и скребковых (КПС-500) конвейеров цепными элеваторами ЦГ-400 подаются в бункер – накопитель ёмкостью – 49мз гидрометаллургического цеха, либо в силос емкостью 150 м3.

Возгоны, уловленные в рукавных фильтрах ФРИ-1600, пылевых камерах, осевшие в бункерах газоходов, 1-2 раза в смену системой винтовых и скребковых (КПС-500) конвейеров цепными элеваторами ЦГ-400 подаются либо в ГМЦ на переработку либо в два бункера- силоса, объемом 140 мз каждый, откуда с помощью скребкрвых конвейеров отгружаются железодорожным транспортом сторонним потребителям.

Вельцвозгоны КУ бункеров засыпаются в контейнера ёмкостью 1,6 мз и вывозятся автомашинами в отделение пылеулавливания на шихтовку. Через контейнероопрокид подаются в промежуточную ёмкость или в бункер-накопитель. Или отправляются в ГМЦ на окатывание с гидратным кеком.

Вредные и опасные факторы в процессе производства

Процесс вельцевания сопровождается выделением пыли вельцвозгонов и газов: сернистого и угарного. Пыль вельцвозгонов представляет собой тонкодисперсные частицы соединений цинка, свинца, и других металлов, которые во взвешенном состоянии присутствуют в атмосфере рабочих мест, могут попадать в органы дыхания и желудочно-кишечного тракта обслуживающего персонала. При длительном воздействии приводят к хронической интоксикации.

Сернистый и угарный газ содержится в атмосфере рабочих мест в относительно невысоких концентрациях и тем не менее может воздействовать на обслуживающий персонал в степени, близкой к хронической интоксикации.

Основными причинами выделения пыли и газов являются нарушения герметичности аппаратуры, аварийные остановки эксгаустеров и несоблюдение технологических режимов. Мерами предупреждения попадания пыли и газов в атмосферу рабочих мест являются:

- своевременный осмотр и ремонт оборудования

- постоянный контроль за герметизацией газоходных систем, уплотнением люков

- чёткая взаимосвязь обслуживающего персонала при обеспечении заданного технологического режима.

Свинец и его неорганические относятся к первому классу опасности, вызывает изменения в нервной системе, крови, сосудах. Накапливается в организме, из которого выводится с большим трудом. Вызывает хроническую интоксикацию.

Сернистый газ – бесцветный газ с резким запахом. Действие его на организм человека выражается раздражением слизистой оболочки глаз и дыхательных путей. При вдыхании появляется охриплость, боль в груди, затрудненная речь. При острой интоксикации необходимо пострадавшего вывести на свежий воздух, дать ему вдохнуть кислород и вызвать врача.

Окись углерода (угарный газ) – без цвета, запаха и вкуса. При вдыхании даже небольших концентраций (до 20 мг/м3) ощущается тяжесть и сдавливание головы, сильная боль во лбу, висках, шум в ушах, чувство слабости, тошноты. При наличии хотя бы слабых признаков интоксикации рабочий должен немедленно покинуть помещение.

Меры индивидуальной защиты персонала:

В запылённых местах работать только в респираторах типа ШБ-1-«лепесток»,

на всех рабочих местах должны быть противогазы с белыми банками марки СО, а также марки БКФ зелёного цвета и красной с белой полосой

К обязательным мерам профилактики относится контроль воздушной среды, результаты которого позволяют своевременно выявлять очаги газовыделения с последующей их ликвидацией.


Таблица 2 - Предельно-допустимая концентрация вредных веществ

Пыль

4.0 мг/м3

Сернистый ангидрид

10.0 мг/м3

Окись цинка

1.5 мг/м3

Свинец

0.05 мг/м3

Окись углерода

20 мг/м3


В настоящее время методы очистки запыленных газов классифицируют на следующие группы:

I. «Сухие» механические пылеуловители.

II. Пористые фильтры.

III. Электрофильтры.

IV. «Мокрые» пылеулавливающие аппараты.

Механические («сухие») пылеуловители

Такие пылеуловители условно делятся на три группы:

– пылеосадительные камеры, принцип работы которых основан на действии силы тяжести (гравитационной силы);

– инерционные пылеуловители, принцип работы которых основан на действии силы инерции;

– циклоны, батарейные циклоны, вращающиеся пылеуловители, принцип работы которых основан на действии центробежной силы.

Пылеуловительная камера представляет собой пустотелый или с горизонтальными полками во внутренней полости прямоугольный короб, в нижней части которого имеется отверстие или бункер для сбора пыли (рис. 1.).


hello_html_m2ed2b1b.png


Рисунок 3- Пылеосадительные камеры:

а – полая: б – с горизонтальными полками; в, г – с вертикальными перегородками: / – запыленный газ; // – очищенный газ; /// – пыль; 1 – корпус; 2 – бункер; 3 – штуцер для удаления; 4 – полки; 5 – перегородки


Скорость газа в камерах составляет 0,2–1,5 м/с, гидравлическое сопротивление 50–150 Па. Пылеосадительные камеры пригодны для улавливания крупных частиц размером не менее 50 мкм. Степень очистки газа в камерах не превышает 40–50%.

В инерционных пылеуловителях для изменения направления движения газов устанавливают перегородки (рис. 4). При этом наряду с силой тяжести действуют и силы инерции. Пылевые частицы, стремясь сохранить направление движения после изменения направления движения потока газов, осаждаются в бункере. Газ в инерционном аппарате поступает со скоростью 5–15 м/с. Эти аппараты отличаются от обычных пылеосадительных камер большим сопротивлением и высокой степенью очистки газа [З].


hello_html_2ef03193.png

Рисунок 4 -. Инерционные пылеуловители с различными способами подачи и распределения газового потока:

а – камера с перегородкой; б – камера с расширяющимся конусом; в-камера с заглубленным бункером


Большое внимание при проектировании пневмотранспортных и других устройств пылеочистки необходимо уделять узлам отделения материала от транспортирующего воздуха – разгрузочным и пылеулавливающим устройствам (циклонам, фильтрам и т.п.).

В зависимости от способа отделения материала в системах пневмотранспорта используют объемные разгрузочные устройства и центробежные циклоны. Выбор того или иного типа устройства зависит от конкретных условий работы установок и требований, предъявляемых к его работе: наибольшее значение коэффициента осаждения материала, минимальное сопротивление разгрузочного устройства, надежность в эксплуатации.

Предпочтение отдается центробежным циклонам, выполняющим одновременно и роль пылеулавливающего аппарата. Эффективность улавливания пыли в циклонах повышается с уменьшением диаметра корпуса, но при этом снижается их пропускная способность. Для обеспечения соответствующей производительности пневмотранспортной установки небольшие циклоны группируют в батарею. Коэффициент пылеулавливания батареи циклонов составляет 0,76–0,85 и несколько повышается с увеличением входной скорости (с 11 до 23 м/с). Использование вместо циклонов вихревых пылеуловителей обеспечивает улавливание частиц пыли размером 5–7 мкм.

Воздух после разгрузочных устройств или циклонов, насыщенный субмикронными частицами, должен направляться на доочистку в пылеуловители. При выборе типа пылеуловителя в условиях работы таких установок учитывают следующие показатели:

-степень пылеулавливания, равную отношению количества пыли, задержанной пылеуловителем, к количеству пыли, содержащейся в воздухе при его поступлении в пылеуловитель;

-сопротивление пылеуловителя, от которого зависит экономичность процесса пылеулавливания;

-габаритные размеры и масса пылеуловителя, надежность и простота его обслуживания.

Циклоны рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами) очистки.

Ниже приведенатехническая характеристика наиболее распространенного на производстве циклона ЦН-15:

– допустимая запыленность газа, г/м3:

для слабослипающихся пылей – не более 1000;

для среднесливающихся пылей – 250;

– температура очищаемого газа,°С – не более 400;

– давление (разрежение), кПа (кг/см2) – не более 5 (500);

– коэффициент гидравлического сопротивления:

для одиночных циклонов – 147;

для групповых циклонов – 175–182;

– эффективность очистки (от пыли dm = 20 мкм, при скорости газопылевого потока 3,5 м/с и диаметре циклона 100 мм), % – 78.

hello_html_2fbe9002.png

Рисунок - 5. Циклон типа ЦН-15П:

1 – коническая часть циклона; 2 – цилиндрическая часть циклона; 3 – винтообразная крышка; 4 – камера очищенного газа; 5 – патрубок входа запыленного газа; 6 – выхлопная труба; 7 – бункер; 8 – люк; 9 – опорный пояс; 10 – пылевыпускное отверстие.

Пористые фильтры

Для очистки запыленных газов все большее распространение получает на последних ступенях сухая очистка рукавными фильтрами. Степень очистки газов в них при соблюдении правил технической эксплуатации достигает 99,9%.

Классификация рукавных фильтров возможна по следующим признакам:

– форме фильтровальных элементов (рукавные, плоские, клиновые и др.) и наличию в них опорных устройств (каркасные, рамные);

– месту расположения вентилятора относительно фильтра (всасывающие, работающие под разрежением, и нагнетательные, работающие под давлением);

– способу регенерации ткани (встряхиваемые, с обратной продувкой, с импульсной продувкой и др.);

– наличию и форме корпуса для размещения ткани – прямоугольные, цилиндрические, открытые (бескамерные);

– числу секций в установке (однокамерные и многокамерные);

– виду используемой ткани (например, стеклотканевые).

В качестве фильтровальных материалов применяют ткани из природных волокон (хлопчатобумажные и шерстяные), ткани из синтетических волокон (нитроновые, лавсановые, полипропиленовые и др.), а также стеклоткани. Наиболее распространены лавсан, терилен, дакрон, нитрон, орлон, оксалон, сульфон. Последние два материала представляют полиамидную группу волокон, обладающих термостойкостью при температуре 250–280°С. Для фильтровальных тканей наиболее характерно саржевое переплетение. Применяют также нетканые материалы – фетры, изготовленные свойлачиванием шерсти и синтетических волокон.

Рассмотрим подробнее группу материалов из нетканых иглопробивных фильтровальных полотен, наиболее перспективных в производстве порошковых материалов. Таллинской фирмой «Мистра» предлагаются полотна марок «Фильтра-220», «Фильтра-330», «Фильтра-550» для использования их в аспирационных или вакуумных рукавах и карманных (мешочных) фильтрах очистки газов, пылеулавливания технологических продуктов, а также в системах вентиляции.

Нетканые иглопробивные полотна характеризуются следующими показателями (табл. 3):

Таблица 3 Технические показатели фильтровальных полотен

Наименование

«Фильтра-550»

«Фильтра-330»

Поверхностная плотность, г/м2

550±28

330±17

Ширина, см

150±3

145±3

Толщина, мм

2±0,3

1,3±0,2

Наименование

«Фильтра-550»

«Фильтра-330»

Воздухопроницаемость, дм3/м2 с), при перепаде давления 50 Па

150±50

250±50

Разрывная нагрузка, Н, не менее по длине по ширине

1000

400

Удлинение при разрыве, % по длине по ширине

80 90

80 90

Нормированная влажность, %

1

1

пылеуловитель очистка газ комбинированный

Промышленные испытания материала «Фильтра-550» в производстве сепарированного мела показали степень очистки 99,9% при улавливании пыли, 75% которой составляет фракция с диаметром частиц 1–5 мкм.

Срок службы фильтровального материала не менее одного года. Верхний предел рабочих температур составляет 140–150°С.

В «Мистре» создано и более термостойкое полотно, используемое при температуре до 210–220°С. В зависимости от вида ткани допустимая удельная газовая нагрузка составляет 0,6–1,2 м3/(м2*мин) для хлопчатобумажной или шерстяной; 0,5–1 – для синтетической; 0,3–0,9 м3 /(м2*мин) – для стеклоткани.

Нагнетательный рукавный фильтр работает следующим образом. Воздух под давлением поступает в верхнюю распределительную коробку и затем в матерчатые вертикальные рукава. Пройдя через рукава и оставив на их внутренней поверхности пыль, очищенный воздух выходит в атмосферу (помещение). Подвижная рама с проволочной сеткой при подъеме и опускании сжимает рукава в поперечном сечении, благодаря чему пыль сбрасывается в пылесборник и удаляется винтовым конвейером. Недостатком таких фильтров является неудовлетворительная очистка фильтрующей ткани, в результате чего значительно возрастает сопротивление фильтра и снижается его КПД.

Наибольшее распространение получил всасывающий рукавный фильтр, который состоит из ряда рукавов, заключенных в герметически закрытый корпус. Подлежащий очистке воздух подается через нижнюю приемную коробку в рукава, заглушенные сверху, проникает сквозь ткань рукавов и удаляется из корпуса через канал. Рукава фильтра очищаются от пыли с помощью специального встряхивающего механизма. Недостатком всасывающих фильтров является значительный подсос воздуха через неплотности (10–15% от объема поступающего на очистку воздуха).

Разработка и промышленное изготовление дешевых фильтровальных тканей, обладающих высокой эффективностью при достаточной механической прочности и стойкости в кислых и щелочных средах, например, при химическом полировании хрусталя, открывают пути для более широкого их применения. Так, фильтрующий материал «Бекинокс» (Великобритания) изготавливают как в виде штапеля, так и в виде длинных нитей различного диаметра из нержавеющей стали. Этот материал при скорости фильтрации 180 м3/(м2*ч) имеет сопротивление 1200 Па и ту же эффективность, что и текстильные ткани. Он обладает высокой абразивной устойчивостью, температуростойкостью (до 500°С), регенерируется любым известным способом и хорошо зарекомендовал себя при фильтрации газов, содержащих SO2.

Во Франции при очистке отходящих газов с температурой 400–500С применяют рукавные фильтры из металлического фетра, основа которого представляет собой металлическую сетку, нарощенную слоем тонкой металлической нити определенной толщины и плотности. По скорости фильтрации, аэродинамическому сопротивлению, количеству потребляемой энергии фильтр идентичен рукавному фильтру из полиэфирного волокна.

Для случая, когда высокая фильтрующая способность должна сочетаться с высокой теплостойкостью и стойкостью к агрессивной химической среде, фирма «Дюпон» (США) предлагает три вида материалов (войлок и ткани) для фильтрации сухих частиц: номекс (арамидное волокно), тефлон (фторуглерод) и тефэр-войлок, выполненный из смеси тефлона (85%) со стекловолокном (15%). Эти материалы выдерживают рабочую температуру 100–250°С.

Небольшое количество тонких стеклянных волокон в тефлоне уменьшает его пористость и повышает улавливающую способность. Тефлоновые волокна, стойкие к истиранию, в свою очередь защищают стекловолокно от механических повреждений. Высокие эксплуатационные характеристики материала тефэр объясняются противоположными трибоэлектрическими свойствами обоих волокон смеси, которые создают электростатические заряды в ходе работы. Это способствует высокой эффективности улавливания войлоком субмикронных частиц. Однако, по данным фирмы, если фтористоводородная кислота, например, при химическом полировании хрусталя полностью не нейтрализуется, то в дымовых газах рекомендуется пользоваться 100%-ным тефлоном.

В настоящее время разработаны следующие тканевые фильтры [4]:

а) с импульсной продувкой каждого каркасного рукава (ФРКИ и др.). Регенерация осуществляется под действием импульсов сжатого воздуха и без отключения секций;

б) с комбинированным устройством регенерации – механическим встряхиванием и обратной посекционной продувкой (ФРУ и др.)

в) с обратной посекционной продувкой (ФР и др.)

г) с регенерацией механическим встряхиванием (ФР-6П и др.). Регенерация рукавов осуществляется вручную или с помощью электромеханического устройства.

В справочнике [7] подробно рассмотрены фильтры общепромышленного назначения, серийно выпускаемые специализированным заводами. Преимущественное развитие получили фильтры ФРКИ и ФРИ (рис. 4). Скорость фильтрования в этих аппаратах на 20–30% выше, чем в фильтрах с механической регенерацией и обратной продувкой. При эффективной регенерации (короткими импульсами длительностью 0,1–0,2 с) общий срок службы рукавов в этих фильтрах более высокий, рукава меньше изнашиваются. Гидравлическое сопротивление обычно поддерживается на уровне 1000–1500 Па. Условное обозначение типоразмера фильтра: Ф – фильтр; Р – рукавный; К – каркасный; И – с импульсной продувкой; цифра после буквенных обозначений – активная поверхность фильтрации.


hello_html_m4dadbca2.png

Рисунок 6 - Фильтр ФРКИ (ФРИ):

1 – бункер; 2 – корпус; 3 – диффу-эорсопло; 4 – крышка: 5 – труба раздающая; 6 – секция клапанов: 7 – коллектор сжатого воздуха; 8 – секция рукавов


В процессе фильтрации запыленный газ проходит через ткань закрытых снизу рукавов внутрь, выходит через верхний коллектор и удаляется из аппарата. Каждый рукав в фильтре натянут на жесткий каркас и закреплен на верхней решетке. В качестве фильтрующего материала используют лавсан и фетр. В табл. 4 приведены основные технические характеристики фильтров рукавных каркасных с импульсной продувкой (ФРИ).


Таблица 4 Технические характеристики рукавных фильтров

Показатели

ФРИ-30

ФРИ-60

ФРИ-90

ФРИ-180

ФРИ-360

Поверхность фильтрации, м2

30

60

90

180

360

Показатели

ФРКИ-30

ФРКИ-60

ФРКИ-90

ФРКИ-180

ФРКИ-360

Число рукавов

36

72

108

144

288

Высота рукава, м

2

2

2

3

2

Число электромагнитных клапанов

6

12

18

24

48

Число секций

1

2

3

4

8

Наибольший расход сжатого воздуха, м3/ч

10

20

30

60

120

Габаритные размеры, мм

1458х2060х х3620

2820х2060х х3620

4140х2060х х3620

5480х2060х х4620

5850х4370х х4880

Масса, кг

1300

2500

2500

5500

10500


Расчет рукавных тканевых фильтров сводится к определению общей поверхности фильтрации F и числа фильтров или секций. Нормальная нагрузка на 1 м фильтрующей поверхности для рукавных фильтров составляет 150–200 м /ч. Сопротивление фильтров определяют по формуле:


hello_html_m630fd3ea.png


где В-коэффициент, равный 0,13–0,15 (большее значение принимается для более дисперсной пыли); Qв – расход воздуха на 1 м2 ткани рукавов, м3/ч; n – принимается равным 1,2–1,3 (меньшее значение принимается для более дисперсной пыли).


При работе в нормальном режиме сопротивление нагнетательных фильтров составляет до 2 кПа, всасывающих – до 6 кПа. Общую поверхность фильтрации (м2) определяют по формуле:

hello_html_m6add16f8.png


где Fpaб – поверхность фильтрации в одновременно работающих секциях, м; Fрег ~ поверхность фильтрации в регенерируемой секции, м2; V – объемный расход очищаемых газов (воздуха) с учетом подсоса воздуха в фильтр, м3/мин; Vnp – объемный расход продувочного воздуха, м3/мин; qф – удельная газовая нагрузка, м3/(м2*хмин).


Число необходимых фильтров или секций


hello_html_204cbb9a.png


где F1 – поверхность фильтрации всех рукавов, установленных в одном фильтре или секции, м2.

Гидравлическое сопротивление тканевого фильтра Р, Па (уточненное значение), в любой момент времени (, с) от включения фильтра в работу определяют по формуле:


hello_html_m24cb47cf.png


где r – динамический коэффициент вязкости газа, Па*c; n – пористость слоя пыли; dm – средний размер частиц пыли, м; т- – пористость ткани; Сх – начальная запыленность газа, кг/м3; п – плотность пыли, кг/м3.


Периоды работы фильтра между регенерацией, встряхиванием или продувкой ориентировочно определяют в зависимости от входной запыленности газов:

Таблица 5- зависимость от входной запыленности

Входная запыленность, г/м3

Периоды между регенерацией, мин

5

10–12

10

8–9

20

4–7









Таблица 6 - Возможные отклонения от технологического режима и способы их устранения

п/п

Характер отклонения

Причины

Способ устранения.

1


Низкое разряжения в пылевой камере вельцпечи.

Забиты газоходы. Большое сопротивление рукавных фильтров.

Определить место зарастания пылью и прочистить. Перейти на резервный фильтр.

2


Вельцпечь газит в верхней головке.

Низкое разряжение по газоходному тракту

Выполнить предыдущий пункт.

3



Увеличилось сопротивление рукавных фильтров

Заполнены газоходы и бункера фильтров. пылью

Проверить систему регенерации. Устранить неисправность. Очистить газоходы и бункер от пыли.

4




Нарушился режим регенерации фильтроткани.

Произошла конденсация влаги из газов при снижении температуры.

Поднять температуру газов на входе в фильтры до предельной Увеличить частоту регенерации рукавов до удаления слоя сцементированной пыли, при необходимости заменить рукава.

5



Повысилась температура газов на входе в фильтр

Вышел из строя прибор автоматического управления дросселя для подсосов воздуха.

Привести прибор и привод дросселя в рабочее состояние.

6


Появилась запылённость очищенных газов выше предельно-допустимой.

Вышли из строя отдельные рукава.

Заменить повреждённые рукава.


3.Фильтровальные ткани


hello_html_3a006f4f.png





Фильтровальная ткань (например артикул 86033 или артикул 86051) представляет собой материал с определённым видом переплетения нитей (пряжи), скрученных из коротких (штапельных) или непрерывных волокон диаметром от 6 до 20 – 30 мкм. Более толстые (тяжёлые) фильтровальные ткани из естественных или синтетических волокон иногда подвергаются начёсыванию, а шерстяные – валке. В результате на поверхности переплетения образуется ворс или застил из расположенных в различных направлениях отдельных волокон. Более тонкие (лёгкие) фильтровальные ткани из стеклянных и синтетических непрерывных или штапельных волокон ворсованию не подвергаются, но степень закручивания нитей и плотность их расположения значительно выше, чем в тяжёлых фильтровальных тканях. В типичных фильтровальных тканях таких, как артикул 86033 или артикул 86051, размер сквозных пор между нитями основы и утка диаметром 300 – 700 мкм достигает 100 – 200 мкм. Волокна ворса и нитей частично перекрывают отверстия между нитями.

Осаждение частиц пыли в начальный период работы рукавного фильтра за счёт механизмов касания, инерции, диффузии и электростатического взаимодействия происходит на волокнах, расположенных на поверхности нитей, а также в ворсе. Волокна, находящиеся внутри кручёных нитей, в осаждении частиц практически не участвуют, так как поток газа проходит в основном через отверстия между нитями. В последующем наблюдается процесс соосаждения частиц и формирования «мостов» над порами и в самих порах, в результате чего образуется сплошной слой пыли, который сам становится «вторичной» фильтрующей средой, и эффективность очистки резко возрастает. Осаждение частиц в поверхностном пылевом слое и внутри запылённой фильтровальной ткани основано в значительной степени на ситовом эффекте, так как поры в слое, обтекаемые элементы (осаждённые пылинки) и улавливаемые частицы имеют близкие размеры.

Эффективность очистки лёгкой фильтровальной тканью после регенерации резко уменьшается по сравнению с запылённой, в то время как различие в эффективности очистки при применении более тяжёлых объёмных фильтровальных тканей значительно меньше. Если в периоды между регенерациями на фильтровальной ткани образуется сплошной слой пыли, то можно ожидать весьма высокой степени очистки даже субмикронных частиц.

Таким образом, в тканевых фильтрах такая ткань, как артикул 86033 или артикул 86051 выполняет роль несущей поверхности, т. е. служит основой для формирования и удержания фильтрующего пылевого слоя. Пористость и стабильность пылевых слоёв в зависимости от размеров, формы и других свойств частиц, а также от скорости фильтрации, структуры фильтровальной ткани и способов её регенерации изменяются в широких пределах.
При низких входных концентрациях пыли, процесс образования слоя занимает много времени, поэтому лучшие результаты достигаются при очистке газов с высокой запылённостью. При этом накопленный слой пыли при регенерации не распыляется в газе, а разрушается, образуя крупные агрегаты. В результате уменьшается вероятность повторного осаждения пыли на фильтровальной ткани и облегчается выпадение её в бункер.

Способность большинства частиц с размерами менее 5 мкм коагулировать с образованием прочих агрегатов в потоке газа, в объёме фильтровальной ткани и на её поверхности даёт возможность использовать в качестве эффективной фильтрующей среды даже неплотные фильтровальные ткани, особенно при низких скоростях фильтрации. При регенерации часть осадка удаляется, но внутри фильтровальной ткани между нитями и волокнами остаётся значительное количество пыли, сохраняющее высокую эффективность очистки газов.

Одним из основных текстильных показателей, во многом определяющих фильтровальные, регенерационные и прочностные свойства фильтровальных тканей, является переплетение нитей основы и утка.

Для фильтровальных тканей обычно применяют три вида переплетения: саржевое (полиэфирная ткань артикул 86033 или артикул 86051, полиэфирная ткань артикул 86030, хлопковая ткань фильтродиагональ артикул 2074), полотняное (бельтинг «БФ-БД» артикул 2030) и сатиновое. Саржевое переплетение характеризуется наличием на поверхности фильтровальной ткани диагональных полос.

Нити основы и утка в саржевых тканях перекрываются в соотношении 2х2, 1х3, 3х1 и имеют возможность перемещения относительно друг друга, способствуя этим эффективности регенерации.

Фильтровальные ткани полотняного переплетения более плотные. Нити основы и утка перекрываются в них попеременно. Фильтровальные ткани полотняного переплетения имеют высокую эффективность пылеулавливания, но обладают большим сопротивлением, вследствие плохой регенерируемости.
Сатиновые (атласные) фильтровальные ткани характеризуются гладкой поверхностью. Они более рыхлые по сравнению с тканями полотняного и саржевого плетения, имеют хорошую регенерируемость. Прочностные свойства сатиновых фильтровальных тканей относительно невысоки.

Фильтровальные нетканые материалы(Иглопробивные нетканые полотна)В тканевых фильтрах целесообразно использовать небольшие скорости фильтрации, обычно 0, 5 – 1, 2 см/с. При большей скорости происходит чрезмерное уплотнение пылевого слоя, сопровождающееся резким увеличением его сопротивления. При повышенных перепадах давления и скорости, частицы проникают в глубь слоя и ткани, наблюдается нарушение первоначально сформированного пылевого слоя, сопровождающееся вторичным уносом пыли, особенно через отверстия между нитями.

Рассмотренные недостатки фильтровальных тканей в значительной мере устраняются при использовании в качестве фильтровального материала нетканых иглопробивных полотен (артикул ФНМТ-550, ФНМ-500 и т. д. ). Эффективность улавливания частиц в этом случае не будет определяться главным образом наличием ранее сформированного слоя пыли. Равномерное распределение волокон по всей поверхности и в толще фильтровального нетканого иглопробивного полотна и отсутствие сквозных отверстий обеспечивает равноценное участие волокон в процессе осаждения частиц. Процесс фильтрации протекает в объёме материала. При очистки фильтровального нетканого иглопробивного материала, внутри него всегда остаётся часть пыли, обеспечивающая очень высокую эффективность улавливания субмикронных частиц. Это принципиальное отличие фильтровальных иглопробивных нетканых полотен от фильтровальных тканей даёт возможность в 2 – 5 раз увеличить нагрузку по газу, а также проводить регенерацию материала без прекращения подачи плегазовго потока.







4. Сравнительная характеристика тканей

Натуральные материалы

Хлопок — пряжа растительного происхождения, получаемая из коробочек хлопчатника. Хлопок был известен в Индии с 7 века до н.э., и лишь через 24 столетия производство хлопчатобумажных тканей достигло Европы (оно началось в Англии в 1772 г). Добывают хлопковое волокно путем вычесывания. Самое длинное волокно у хлопка 5 – 7см. и из него как раз получается самое дорогостоящее высококачественное полотно. Плотность пряжи из хлопка обусловлена особенностями нитей — множество их расположено по спирали друг над другом, и при прядении они вкручиваются друг в друга наподобие шарниров. Поэтому из хлопка можно получить как тончайшую, так и плотную ткань.

Хлопок приятный на ощупь, мягкий и устойчивый к истиранию и разрыву, не вызывает аллергии и легок в уходе. Отлично пропускает воздух и впитывает влагу. Хорошо красится и практически не выгорает. Сравнивая его с другими растительными волокнами, можно отметить, что согревающий эффект хлопка выше, чем у льна. Хлопковое волокно прочнее шерсти, хотя и менее прочен, чем лен или шелк. Изделие легко стирается, если предварительно замачивать. При этом, однако, изделия из хлопка сильно садятся и долго сохнут.

Очень часто одежду производят из смесовых тканей:

хлопок + вискоза, хлопок + микромодаль, хлопок + лайкра и др.),

что улучшает его качества по всем параметрам.

Понятно, что при таких современных технологиях нить окрашивается ровно и очень надежно, что дает высочайшее качество продукции.

Ведущие производители хлопка – Китай (4 млн. тонн), США (чуть меньше 4 млн.), Индия (2,5 млн.), Пакистан (1,5 млн.) и Узбекистан (1,2 млн.). Эти пять стран вместе производят 65% всего мирового хлопка. Остальные 35% производятся в 70 странах мира, из которых можно выделить Перу, Грецию, Испанию и Австралию.

Шерсть. Собственно «шерсть» — это собирательный термин, включающий в себя шерсть и овцы, и верблюда, и козы, и ламы, и кролика, и даже собаки. Шерсть различных животных различается и по свойствам, и по применению. Их общих свойств шерсти необходимо отметить уникальную способность сохранять тепло, с нивелированием разницы между температурой тела и температурой воздуха, гигроскопичность, мягкость и прилегаемость. Шерсть хорошо тянется и устойчива к сминанию. Шерстяная пряжа удерживает тепло лучше, чем растительная, а также значительно медленней намокает во влажной среде. Единственный серьезный недостаток — сваливаемость шерсти и образование катышков при трении, — зависит от плотности скручивания пряжи (чем слабее скручена, тем сильнее сваливается), и может быть устранен как специальными способами отделки, так и добавлением в шерсть растительных или искусственных волокон. Великолепные сочетания представляют такие смешения волокон, как шерсть+шелк и шерсть+вискоза.На сегодняшний день в 99% под шерстью понимается овечий волос. Помимо овцы, шерсть может быть получена от: козы, верблюда, ламы, вигони (семество верблюдовых), кролика(ангора) и яка. Существуют различные обозначения шерсти, названия которых на этикетках скажут вам о качестве сырья.

Свойства шерсти:

  • хорошо сохраняет тепло,

  • позволяет телу дышать,

  • мягкость и воздушность,

  • обладает высокой гигроскопичностью.

Лён. Слово “лен” на всех языках (flax, lin) означает стебли и волокно, пряжу и ткань. Это слово сразу ассоциируется с удивительными свойствами этого материала. Лен – это чистота, комфорт, престиж.

Волокно получают из стеблей льна, масло — из семян. Из льняного волокна получают различные ткани — от брезента до батиста, широко используемые в технике и быту.

  • Волокно льна имеет уникальные потребительские свойства:

  • лен высоко гигроскопичен, хорошо впитывает капельную влагу и одновременно быстро ее отдает, высыхает;

  • на льняных волокнах не образуется зарядов статического электричества;

  • степень полимеризации целлюлозы льна в 2-3 раза выше, чем у хлопка, поэтому он гораздо прочнее, более стоек к разрушению на свету и выносит большее количество стирок

  • в процессе носки он не желтеет и не стареет, а только становится белее и приятнее;

  • лен обладает бактерицидными свойствами.

Полиамидные ткани  - были одними из первых синтетических тканей, вышедших на рынок; народное имя «синтетика» долгое время относилось исключительно к ним. Всем известные недостатки изделий с большим количеством нейлона, капрона и прочих полиамидных волокон, среди которых и склонность к накоплению статического электричества, «душность» и нетерпимость к продолжительному воздействию света, с лихвой компенсируются высокой прочностью и формостойкостью. Именно эти качества делают смески с добавками полиамида подходящими для изготовления вещей, требующих повышенной прочности. Такие свойства полиамида делают его желанным гостем в любой смесовой ткани — с вискозой, хлопком, модаль и различными видами шерсти. Стирать изделия из полиамида следует в щадящем режиме, при температуре не выше 40 градусов. Следует помнить, что полоскать вещи из полиамида со смягчающими средствами нельзя: при этом они могут потерять водоотталкивающие свойства.

МЕРИЛ – микроволокно на основе полиамида. Это гладкие и текстурированные, крученные и не крученные блестящие, матированные и матированные нити на основе «нейлон-66», разработанные фирмой «Nylstar». Основными характеристиками мерила являются: легкость, гигроскопичность, эластичность, отсутствие пиллинга и электризуемости. По шкале макромеханических свойств мерил позиционируется между натуральными и синтетическими нитями, что означает максимальное приближение нитей мерил по форме к натуральным волокнам. По шкале потребительских свойств мерил выше и натуральных и синтетических волокон. Чрезвычайная легкость мерила обеспечивает комфорт, а также легкий уход. Из мерила изготавливается популярная на сегодняшний день ткань – skin life (живая кожа). Допускается стирка при высокой температуре (98°С) и машинная стирка. Быстрая сушка (сохнет быстрее хлопка в 3 раза). Не нужно гладить.

Полиэстер — синтетическое полиэфирное волокно, отличающееся особенным разнообразием. Обладает весьма полезным свойством хорошо закреплять форму при нагревании. Особенно это используется в создании одежды, где необходимо «держать» складки(например, юбки-плиссе.) В любом изделии с добавлением полиэстера он играет роль – «скелета изделия». Однако, необходимо учитывать, что при перегреве ткани выше 40 градусов (например, в стиральной машине) на ней могут образоваться и ненужные «мятые» складки, от которых не так-то просто будет избавиться.

Полиэстер весьма устойчив к действию света, хорошо сопротивляется пятнам, не поражается молью и микробами. Отличается чистотой и прочностью красок, да и прослужит несколько лет. К недостаткам изделий из полиэстера можно отнести довольно высокую гигроскопичность.

Полиэстер используется в различных сочетаниях, добавляя готовым изделиями прочность и обеспечивая антистатический эффект. Наиболее популярна смесь полиэстра и хлопка, однако благодаря своей мягкости и способности быстро сохнуть полиэстер добавляется и в шерсть, и в вискозу.


Таблица7=- равнение хлопковых и синтетических волокон

ХЛОПОК

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Хлопок растет «кольцами», как деревья. Хлопок может поглощать большой объем жидкости, до 65% от собственного веса, но выпускает ее потом очень медленно.

Синтетические волокна впервые были произведены в первой половине 20 столетия, благодаря соединению большого количества молекул вместе для формирования единой молекулярной цепочки. При развитии синтетических волокон, разработчики попытались сохранить все преимущества натуральных волокон, одновременно устранив их недостатки.
Синтетические волокна [Нейлон/Полиэстер/
Полиамид] обладают очень низкой физической плотностью, поэтому полученный из них материал очень легок. Преимуществом этих волокон, также, является низкое поглощение влаги (не более 4%), что позволяет такому материалу очень быстро высыхать.

(+) Антистатичен

(+) Специальная структура высокотехнологичных тканей устраняет такой недостаток старых синтетических волокон, как «наэлектризованность»

(+) Поглощает влагу

(+) Материал / нить не разбухает и быстро высыхает (материал водоустойчив)

(-) При высоком уровне влаги поры забиваются

(+) Поры ткани не забиваются

(-) Тепло накапливается, приводя к понижению физической активности

(+) Температура не наращивается

(-) Хлопок медленно высыхает

(+) Позволяет сохранять высокую физическую активность (отводит испарения)

(-) Когда понижается физическая нагрузка, понижается температура тела

(+) Когда понижается физическая нагрузка, материал «отдает» накопленное тепло, сохраняя комфортную температуру тела

(-) Хлопковая ткань плохо растягивается, выцветает и «садится» при стирке

(+) Хорошо растягивается, не выцветает и не «садится» при стирке
(+) Максимальная легкость при большой теплоизоляции





Таблица 8 Испытание тканей на пылеулавливающую способность при различных погодных условиях.

Ход работы

Хим. формула

Наблюдения

Вывод

Опыт 1:. Для испытания брали ткани натуральные: хлопок

(C6H10O5)n

Через 4 месяца (сентябрь-январь): окраска почти исчезла, ткань разрушилась.

Износостойкость к погодным условиям низкая

Ткани синтетические поли- 1,3,4

оксалон

оксадиазол


N – N


n


O

Цвет ткани изменился, ткань не разрушилась

R – арлиен

R - алкилен

Высокая

Фенилон

HO


(-N-(CH2)5-C-)n

Основа капролакатом

Цвет ткани изменился, ткань не разрушилась


Высокая


В течении 4х месяцев держали одинаковые полоски ткани 5 см*20см при различных погодных условиях.











Табл. 9 Опыты на исследование свойств тканей

Ход работы

Методика исследования

Наблюдения

Опыт 2:.

исследование ткани на пылеулавливание.

Хлопок



Оксалон




Фенилон

Полоски ткани 5см*20см поместили на открытом месте (прикрепили к раме оконной с внешней стороны). Продолжительность опыта 4 месяца (сентябрь, ноябрь, декабрь, январь).


Полоски ткани опустили в одинаковое количество воды, выдержали 2 часа, полученную смесь профильтровали.


Полоски ткани после исследования в погодных условиях опустили в одинаковое количество воды, полученную смесь профильтровали

Полоска хлопка почти не сохранилась, ткань разрушилась почти полностью


Полоска оксалона - ткань не разрушилась, края обмахрились




После фильтрования больше всего осадка образовалась на полоски из ткани фенилон.

  • Более устойчивая ткань к погодным условиям фенилон, оксалон

  • По пылеулавливанию синтетические ткани проявляют большую способность, чем натуральные.

Опыт 3: исследования разрывной нагрузки волокон.


ЛЕН

ХЛОПОК

ШЕРСТЬ

КАПРОН

ОКСАЛОН

ФЕНИЛОН

К полоскам ткани (размер полосок льна, хлопка 50*100) привязали груз

5кг

10кг

Шерсть, капрон, оксалон, фенилон исследовали нить (миллиметровая), использовали снаряд для гимнастических упражнений)

10кг

20кг

30кг



+

+





+

+

+

Проверка разрывной нагрузки не позволяет осуществлять опыт в широком диапазоне исследования, так ка специального прибора у нас нет, для вывода мы воспользовались таблицей прочности (И. Агафонов «Химия чудесных волокон» М. 1962г.)

Опыт4: удлинение волокна при разрыве

Для исследования использовали миллиметровые виды тканей:

Лен

При грузе 24 кг нить из льна разорвалась.

Расчеты: а- первоначальная длина нити

b-длина нити после разрыва

l- удлинение нити после разрыва

a-10 мм

b- 10,35 мм


При исследования на разрыв нить из льна удлинилась: длина после разрыва 10,35мм

Удлинение волокна при разрыве у синтетических тканей больше, чем у натуральных.

Лен- 3,38% Оксалон- 5,8%



Таблица 10-Сравнение тканей в различных средах

Вид ткани

Стойкость в щелочной среде

Стойкость в кислотной среде

Действие растворителей(ацетон)

Выводы

Опыт 5: Натуральные ткани

Хлопок

Не растворяется.

Набухает.

Растворяется

Не растворяется




Не устойчивы к кислым средам

Лен

Набухает, не меняет цвет

Растворяется

Не растворяется


Шерсть

Растворяется

Разрушается

Не растворяется


Синтетические ткани

Фенилон

Не растворяется

Набухает, меняет цвет

Не растворяется

Слабая устойчивость к кислотам.


Оксалон

Не растворяется

Не изменяется

Не растворяется

Устойчив к кислотной и щелочной среде, устойчив к растворителям.



5. Расчеты

5.1Расчет по ткани оксалон:

-Объем отходящих газов V=100000 м3/ч = 27,777 м3

-температура газа на выходе из вельц печи t = 1700֯ С

-барометрическое давление Рбар = 98658,5 Па

-разрежение перед фильтром Р = 2000 Па

-концентрация пыли в газе перед фильтром zl = 30г/м3

-средний размер частиц = 1,2 мкм

-пористость ткани ƐТ =0,83

-пористость пылевого слоя

Ɛπ = 1-79 * (dm)0.47= 1-79 *(1.2*10-4)0.47=0.87

- плотность частиц пыли ƿп = 3070 кг/м3

-состав газа: 8% СО2, 3,22% О2, 15,64% СО, 0,5% Н2, 72,64% N2

-максимально допустимый перепад давления на фильтре DP= 1000 Па

Подготовка отходящих газов к отчистке

Охлаждаем газ разбавлением атмосферным воздухом до t= 210֯ С

Определяем присос воздуха и полный расход газа на фильтрацию:


K1 = (V5/V0) = (tt- toк)/ (toк –tв) =(1300 -210)/(210-30)=6,05

V0= (V+K1*V)/3600=(100000+0.65*100000)/3600=195.8 м3/с= 704,880 м3


Принимаем допустимую температуру газа для ткани оксалон равной = 210֯С, определяем присос воздуха Vв с температурой 30֯С перед фильтром, необходимый для охлаждения газа Vг с t = 210 ֯ С до tсм = 210֯С


К1= V5/V0= (tt-tок)/(tок-tв) = (210-210)/ (210-30) =0


Полный(ориентировочный) расход газа на фильтрацию воздуха и воздуха обратной продувки, поступающего в газопровод грязного газа составит, м/см3


V0=(V1+K1*V+K2*(V+K1*V))/3600=(100000+0*100000+0,25(100000+0*100000)/3600=588,48 м3


Объемный расход газа, идущего на фильтрацию, при рабочих условиях, м3/с:


Vв=V0*((273+t)*101325)/(273*(pв+p))= 641.667*((273+210)+101325)/(273*(98658.5-2000)=1091.4292 м3


Определим скорость фильтрации по формуле:


Wф = 9/60


где q – удельная газовая нагрузка, м³/(м³ мин)

Для данного производства q=1,2 м³/(м2 мин),


Wф=1.5/60=0.0113 м/с


Необходимая фильтрующая поверхность при скорости фильтрации 0,0250 м³/(м² с) составит, м²:

FƐ= Vв-Wф = 1091,42/0,0113=96245,96 м2


Выбираем по каталогу для установки 6 фильтров ФР-с площадью фильтрации 20000 м². Активная поверхность фильтрации равна:


6·20000-6*/20000=114000 м²,


что близко к полученной по расчету.

Фактическая скорость фильтрации, м³/(м² с):


Wф= Vв-Wф=1091.42/114000=0.0096 м/с

Определяем вспомогательные коэффициенты А и В:


A= (0.475-(1-Ɛk)2)/(dm1.27*Ɛµ3*Ɛƴ3.24)=(0.475-(1-0.87)2)/((1.2-10-4)1.27*0.873* 0.833.24=6.8582*109


B= (817 –(1-Ɛk))/( dь2* Ɛn3*ƿx)= (817 *(1-0.87))/((1.2*10-9)2+0.833+3110)= 3.68932*109


Вязкость отдельных компонентов газовой смеси при температуре t рассчитываем по формуле:

µw1,0*(273 + С1)/ (Т +С1) *hello_html_45ad1f1a.gif,

где mi,0 – динамическая вязкость i-го компонента газовой смеси при 0 0С, Па·с

Сi – постоянная Сатерленда i –го компонента газ. смеси при 0 °С(табл. А.2 приложения А);

Т – абсолютная температура газовой смеси, К.

Для N2 µ= 0,176 * 10-4 *(273 +114)/(700+114) *hello_html_m3b86bc9b.gif = 0,25 *10-4 Па * с

Для CO2  µ= 0,137 * 10-4 *(273 +254)/(700+254) *hello_html_m3b86bc9b.gif = 0,25 *10-4 Па * с

Для O2  µ= 0,191 * 10-4 *(273 +133)/(700+133) *hello_html_m3b86bc9b.gif = 0,3 *10-4 Па * с

Для СО  µ= 0,166 * 10-4 *(273 +101)/(700+101) *hello_html_m3b86bc9b.gif = 0,25 *10-4 Па * с

Для H2 Молекулярную массу газовой смеси находим по формуле


Мок = hello_html_m1d6a8b8e.gif


Мсм, Мi – молекулярные массы, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов, кг/кмоль;

аi – содержание в газовой смеси i-го компонента, % по объему;

n – число компонентов в газовой смеси;

i – порядковый номер компонента в газовой смеси;

Мок = 29,28 кг/моль


Находим динамическую вязкость газовой смеси по формуле:


µок = Мок/ hello_html_578a82b8.gif = (29,28 *29,04) / {((35,8*28)/100*0,25*10-4) +((16,2 * 44)/100 0,25 *10-4)+((4,3 *32)/100*0,3*10-4) + ((28,5*28)/100*0,25 *10-4)+((2,7*2)/100*0,12*10-4)}= 2,51 *10-4 Па*с,


где mсм,t , m i,t – динамическая вязкость, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов (при температуре t), Па·с;

Мсм, Мi – молекулярные массы, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов, кг/кмоль;

аi – содержание в газовой смеси i – го компонента, % по объему;

n - число компонентов в газовой смеси;

i - порядковый номер компонента в газовой смеси.

Определяем величину сопротивления слоя ткани, Па:

Задаваясь предельным общим сопротивлением ΔPп=1000 Па, находим величину сопротивления пылевого слоя, Па:


ΔP2=ΔPn-ΔP1=1000- 164,8 835,19 Па


Определяем необходимую при заданных условиях продолжительность межрегенерационного периода, с:


tƿ = {( ΔР/ Wф*µ)- А }/ B*Z1*Wф = {(100/ 0,0096 *2,51 *10-5)- 6,8582 * 1010}/ 3,689 *109*30*10-3*0,0096 = 362,004


Расчет по ткани ЧШ

-Объем отходящих газов V=100000 м3/ч = 27,777 м3

-температура газа на выходе из вельц печи t = 1300֯ С

-барометрическое давление Рбар = 98658,5 Па

-разрежение перед фильтром Р = 2000 Па

-концентрация пыли в газе перед фильтром zl = 30г/м3

-средний размер частиц = 1,2 мкм

-пористость ткани ƐТ =0,83

-пористость пылевого слоя

Ɛπ = 1-79 * (dm)0.47= 1-79 *(1.2*10-4)0.47=0.87

- плотность частиц пыли ƿп = 3070 кг/м3

-состав газа: 8% СО2, 3,22% О2, 15,64% СО, 0,5% Н2, 72,64% N2

-максимально допустимый перепад давления на фильтре DP= 1000 Па

Подготовка отходящих газов к отчистке

Охлаждаем газ разбавлением атмосферным воздухом до t= 210֯ С

Определяем присос воздуха и полный расход газа на фильтрацию:


K1 = (V5/V0) = (tt- toк)/ (toк –tв) =(1300 -210)/(210-30)=6,05

V0= (V+K1*V)/3600=(100000+6,05*100000)/3600=195.8 м3/с= 704,880 м3



Принимаем допустимую температуру газа для ткани ЧШ равной = 900С, определяем присос воздуха Vв с температурой 300 С перед фильтром, необходимый для охлаждения газа Vг с t = 210 0 С до tсм = 2100С

К1= V5/V0= (tt-tок)/(tок-tв) = (210-90)/ (90-30) =2

Полный(ориентировочный) расход газа на фильтрацию воздуха и воздуха обратной продувки, поступающего в газопровод грязного газа составит, м/см3

V0=(V1+K1*V+K2*(V+K1*V))/3600=(100000+2*100000+0,25(100000+2*100000)/3600=104,16 м3

Объемный расход газа, идущего на фильтрацию, при рабочих условиях, м3/с:

Vв=V0*((273+t)*101325)/(273*(pв+p))= 104,16*((273+210)+101325)/(273*(98658.5-2000)=193,18 м3

Определим скорость фильтрации по формуле:

Wф = 9/60

Где q- удельная газовая нагрузка, м3/(м3мин)

Для данного производства q= 1,2 м3/(м3мин),

Wф= 1,5/60= 0,0113 м/с

Необходимая фильтрующая поверхность при скорости фильтрации 0,0250 м3/(м2мин) составит, м2:

FƐ = Vв- Wф = 193,18/0,0113=17095,57 м2

Выбираем по каталогу для установки 6 фильтров УРФМ – с площадью фильтрации 20000 м2. Активная поверхность фильтрация равна:

6*20000-6/20000=114000м2

что близко к полученной по расчету.

Фактическая скорость фильтрации, м3/(м2с)

Wф= Vв-Wф=193,18/114000=0.0016 м/с

Определяем вспомогательные коэффициенты А и В:

A= (0.475-(1-Ɛk)2)/(dm1.27*Ɛµ3*Ɛƴ3.24)= (0,475 –(1-0,87)2)/((1,2-10-4)1,27*0,873*0,833,24= 6,8582 * 109

B= (817 –(1-Ɛk))/( dь2* Ɛn3*ƿx) = (817 * (1-0.87))/(1.2*10-9)2 + 0.833 + 3110)

= 3.68932 * 109

Вязкость отдельных компонентов газовой смеси при температуре рассчитываем по формуле:

µw1,0*(273 + С1)/ (Т +С1) *hello_html_45ad1f1a.gif,

где mi,0 – динамическая вязкость i-го компонента газовой смеси при 0 0С, Па·с

Сi – постоянная Сатерленда i –го компонента газ. смеси при 0 °С(табл. А.2 приложения А);

Т – абсолютная температура газовой смеси, К.

Для N2 µ= 0,176 * 10-4 *(273 +114)/(700+114) *hello_html_m3b86bc9b.gif = 0,25 *10-4 Па * с

Для CO2  µ= 0,137 * 10-4 *(273 +254)/(700+254) *hello_html_m3b86bc9b.gif = 0,25 *10-4 Па * с

Для O2  µ= 0,191 * 10-4 *(273 +133)/(700+133) *hello_html_m3b86bc9b.gif = 0,3 *10-4 Па * с

Для СО  µ= 0,166 * 10-4 *(273 +101)/(700+101) *hello_html_m3b86bc9b.gif = 0,25 *10-4 Па * с

Для H2  Молекулярную массу газовой смеси находим по формуле

Мок = hello_html_m92c824a.gif

Мсм, Мi – молекулярные массы, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов, кг/кмоль;

аi – содержание в газовой смеси i-го компонента, % по объему;

n – число компонентов в газовой смеси;

i – порядковый номер компонента в газовой смеси;

Мсм = 29,28 кг/моль

Находим динамическую вязкость газовой смеси по формуле:

µок = Мок/ hello_html_57b49529.gif = (29,28 *29,04) / {((35,8*28)/100*0,25*10-4) +((16,2 * 44)/100 0,25 *10-4)+((4,3 *32)/100*0,3*10-4) + ((28,5*28)/100*0,25 *10-4)+((2,7*2)/100*0,12*10-4)}= 2,51 *10-4 Па*с,

где mсм,t , m i,t – динамическая вязкость, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов (при температуре t), Па·с;

Мсм, Мi – молекулярные массы, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов, кг/кмоль;

аi – содержание в газовой смеси i – го компонента, % по объему;

n - число компонентов в газовой смеси;

i - порядковый номер компонента в газовой смеси.

Определяем величину сопротивления слоя ткани, Па:

ΔP= Wф *µ * A =0.0016 *10-4 *6.8582*1010=10973,12 Па

Задаваясь предельным общим сопративлением ΔРп= 1000 Па, находим величину сопративления пылевого слоя, Па:

ΔP2=ΔPn-ΔP1=1000- 10973,12 =-9973,12 Па

Определяем необходимую при заданных условиях продолжительность межрегенерационного периода,с:

tƿ = {( ΔР/ Wф*µ)- А }/ B*Z1*Wф = {(100/ 0,0096 *2,51 *10-5)- 6,8582 * 1010}/ 3,689 *109*30*10-3*0,0096 = 362,004 С





Вывод

По результатам исследования можно сделать вывод, что синтетические ткани более устойчивы к воздействию кислот, щелочей к удлинению и другим параметрам, синтетические волокна больше подходят для производства пылеулавливания так как, в отличие от чисто шерстяных тканей, они дольше служат, экономически выгоднее, прочны, более пылеулавливаемы.

Список использованных источников


  1. Калыгин В.Г., Попов Ю.П. Порошковые технологии: экологическая безопасность и ресурсосбережение. М.: Изд-во МГАХМ, 1996. 212 с.

  2. Бондарева Т.И. Экология химических производств. М.: Изд-во МИХМ, 1986.92 с.

  3. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов/ АИ. Родионов, Ю.П. Кузнецов, В.В. Зенков, Г.С. Соловьев. М.: Химия, 1985. 352 с.

  4. Газоочистные аппараты сухого и мокрого типов. Каталог. М.: ЦИНТИХИМНЕФ-ТЕМАШ, 1984.92 с.

  5. Руководящие указания по проектированию, изготовлению, монтажу и эксплуатации циклонов НИИОГАЗ. Ярославль, 1971.

  6. Степанов Г.Ю. Зицер И.М. Инерционные воздухоочистители. М.: Машиностроение, 1986. 184 с.

  7. Алиев Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. М.:Металлургия, 1986. 544 с.

  8. Охрана окружающей среды/ C.D. Белоd, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьяков и др. М.:Высшая школа, 1991. 319 с.

  9. Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981. 616 с.

  10. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И. и др. Очистка промышленных газов от пыли. М.: Химия, 1981. 392 с

Краткое описание документа:

Цель проекта:сравнение двух видов тканей, используемых  при газоочистке вельцпроцесса с целью выявления достоинства и недостатков и внесения предложения, увеличивающего срок действия более дешевой ткани без остановки на ремонт оборудования и замены полотна

Объект исследования:синтетические и натуральные ткани, как фильтровальный материал.

 

Актуальность темы: Одна из проблем металлургических предприятий по производству цинка - очистка выбросов в атмосферу. Так как производство достаточно вредное, то основная задача поиск новых материалов для обезвреживания продуктов реакции в окружающую среду. Для очистки газообразных и газопылевых выбросов с целью их обезвреживания или извлечения из них дорогих и дефицитных компонентов применяют различное очистное оборудование и соответствующие технологические приемы. Для очистки запыленных газов все большее распространение получает на последних ступенях сухая очистка рукавными фильтрами. Классификация рукавных фильтров возможна по следующим признакам: форме фильтровальных элементов, месту расположения вентилятора относительно фильтра, способу регенерации ткани, виду используемой ткани. В качестве фильтровальных материалов применяют ткани из природных волокон (хлопчатобумажные и шерстяные) и ткани из синтетических волокон (нитроновые, лавсановые, полипропиленовые -оксалон).

Автор
Дата добавления 10.04.2015
Раздел Технология
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров731
Номер материала 479882
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх