Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи

..pdf
Скачиваний:
54
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
18.2 Mб
Скачать

16 »

3600

Рис. 176. Барабан вращающегося

самозапарника

ролика 9. Каждый бандаж 4 прикреплен к корпусу барабана клинь­ ями.

Огневая коробка 5 служит для подвода горячих газов к огневым трубам барабана, а огневая коробка 11 — для их приема и отвода. Каждая огневая коробка имеет сальники, уплотняющие зазор между газопроводом и патрубком огневой коробки.

Рама 8 самозапарника сварная из швеллеров, на ней закреплены привод и опорные катки, на которых вращается барабан. Привод барабана осуществляется электродвигателем 12 через клиноремен­ ную передачу б, редуктор 7, уравнительную муфту, пару цилиндри­ ческих зубчатых колес и шестерню 10, находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом 2 барабана.

Отвод пара из внутренней полости барабана в паросборник 1

(рис. 176)

происходит через отверстия (щели) размером 1,5x50 мм

в дисках 2.

Эти диски закреплены на коробках 5, которые приварены

к неподвижным частям паропровода. Люки 4 закрыты крышками, затягиваемыми откидными болтами. С внутренней стороны люка при­ варена коробка 5 с ребрами жесткости, внутренняя полость которой заполнена термоизоляцией (стеклянной ватой).

Полезный объем барабана 7 м3 при коэффициенте заполнения 0,75. Температура среды в барабане 124—156 °С, давление до 0,15 МПа. Общая продолжительность цикла 12,5—15,5 ч. Частота вращения барабана 0,6 об/мин.

Р А З Д Е Л VII

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ПЫЛИ

Г л а в а 29

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

§ 127. Охрана окружающей среды при производстве вяжущих строительных материалов

Почти все стадии технологических процессов производства цемента, извести и гипса сопровождаются образованием пыли, уно­ симой технологическими газами и аспирационным воздухом. Ис­ точниками пылевыделения служат помольные и печные агрегаты, сушильные и дробильные установки, узлы пересылок и сброса мелко­ дисперсных сырьевых материалов и готового продукта при его тран­ спортировании и др.

Для очистки выбрасываемых в атмосферу отходящих газов и воз­ духа используют специальные пылеулавливающие установки, кото­ рые предотвращают загрязнение воздуха, потери перерабатываемых материалов и готового продукта. В соответствии с действующими

Т а б л и ц а

67. Температура и запыленность отходящих

газов

 

 

и аспирационного воздуха от источников пылеобразования

 

 

 

Источник пылеобразования

Темпера­

Запыленность,

тура, °С

г/м3

Дробилки (при влажности 4—5 %):

7—10

щековые

 

молотковые

)

До 50

Вращающиеся

печи:

До

180

До 20

мокрого способа

сухого способа с циклонными теплообменни­

До 3G0

До 50

ками (на выходе из последней ступени циклон­

 

 

 

 

ного теплообменника)

 

 

 

 

Цементные мельницы (на выходе из мельницы):

До

130

До 400

с центральной разгрузкой

с периферийной разгрузкой,

До

130

До 900

работающие в замкнутом цикле

До

130

До 400

Сырьевые мельницы сухого помола (после сепара­

 

 

 

 

тора):

 

 

 

 

 

с воздушно-проходным сепаратором

До

120

До 900

с центральным сепаратором

До

120

До 600

Сушильные барабаны

До

150

До 60

Колосниковый

охладитель

До 200

До

15

Узлы перегрузки с конвейера на конвейер

5—7

Узлы выгрузки клинкера из охладителя на пластин­

До

120

До

15

чатый транспортер и с транспортера в силос

 

 

 

 

Цементные силосы с загрузкой цемента пневмо­

До 80

До

25

транспортом

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание частиц

пыли,

Плотность пылн, кг/м3

Угол

Источник

 

%, при размерах

в

мкм

 

 

есте­

 

 

 

 

 

 

 

 

ствен­

пылеобразования

 

 

и —

 

 

 

ного

 

 

 

5

5 - 1 0

20

 

насыпная

откоса,

 

 

 

20

 

 

градус

Шековая

дробил­

12,4

21,4

2 1 ,8

44,8

2700—2900

31—35

ка (для

извест­

 

 

 

 

 

 

 

 

няка)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вращающиеся

 

 

 

 

 

 

 

 

 

печи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мокрого

спо­

20—36 15—20 18—33 18—30

2780—2820

400—890

39—50

соба

 

спо­

51—75 18-36

3—27

2—7

2640—2840

420—610

45—51

сухого

 

соба

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Колосниковый

2 - 5

4 - 8

10—15 72—84

4200—3470

 

35-41

охладитель

 

 

 

 

 

 

 

"

 

Мельницы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6—35 16—47 20—54

 

 

 

цементные

5—28

2920—3140

500—1300

40—52

сырьевые

(су­

38

24

10

 

28

2570—2760

580—880

44—46

хой помол)

7 -34

5—20 24—27 19—64

2670

790

37

Сушильные

 

бара­

баны (для глины)

 

 

 

 

 

 

 

 

санитарными нормами (СН-245—71) допустимая концентрация пыли цемента, известняка, глины и других материалов в воздухе рабочих помещений не должна превышать 6 мг/м3. Запыленность же выбрасы­ ваемых в атмосферу отходящих газов и аспирационного воздуха после пылеуловителей должна быть не более 0,1 г/м3, чтобы при рас­ сеивании пыли в атмосфере среднесуточная запыленность воздуха за пределами санитарно-защитной зоны предприятия не превышала 0,15 мг/м3. Соблюдение данных норм обеспечивают выбором соответ­ ствующих пылеуловителей с учетом температуры и влагосодержания отходящих газов, концентрации и крупности пыли, ее плотности, абразивности и электрического сопротивления.

Основными исходными данными для выбора схемы и типа пыле­ улавливающего оборудования при производстве вяжущих строи­ тельных материалов являются температура, запыленность отходящих газов и аспирационного воздуха (табл. 67) и характеристика улавли­ ваемой пыли (табл. 68).

§ 128. Классификация и эффективность пылеулавливающего оборудования

Существуют различные методы выделения (сепарации) твердых частиц из запыленного газового потока. Наиболее рас­ пространенными, используемыми для разработки пылеулавливаю­ щего оборудования при производстве вяжущих строительных ма­ териалов, являются следующие: выделение под действием силы тя­ жести и центробежных сил, фильтрованием, осаждением на электро­ дах.

 

« я о Й

>,

s

ЧD.

sags

а>

х§*§

3

«а^ ю•&

х со

I х

С

Л

а

ч *

1я

£> 3 <в я

Ь я

 

я

а

й5 * 3

а>

х

о Э ^ а

U

 

в>

о

^

 

ч « ав

U я

3

о

I

с | я

I

X “?.5"

К 5

XXX

Оце-

 

 

 

Под действием силы тяжести крупные частицы пыли выделя­ ются. Попадая в полость камеры большого сечения, находящиеся в газовом потоке или аспираци­ онном воздухе частицы пыли зна­ чительно теряют свою скорость и наиболее крупные из них осажда­ ются в нижней части, откуда их удаляют систематически. На этом основана работа пылеосадитель­ ных камер (рис. 177, а) и шахт­

ных

аспирационных

коробок

(рис.

177, б).

 

Под действием центробежной

силы,

возникающей при вращении

запыленного газового

потока вы­

деляются' частицы пыли. Запылен­ ный газовый поток с большой скоростью вводится в циклон тан­ генциально. В результате возник­ шего завихрения частицы пыли под действием центробежной силы прижимаются к стенке цилиндра, теряют свою скорость и попадают в нижнюю часть циклона. На этом основана работа циклонов (рис. 177, в).

Запыленные газы фильтруются через специальные плотные ткани,

изготовленные в виде

длинных

рукавов. Налипшую

на ткань

пыль систематически

удаляют

встряхиванием или обратной

про­

дувкой

чистым воздухом.

Так

работают

рукавные

фильтры

(рис.

177,

г).

 

 

На

электродах, заряженных

ионами,

осаждаются

частицы

пыли при

прохождении

запылен­

ного газового потока через элек­ трическое поле высокого напря­ жения. Частицы пыли, получив от коронирующих электродов 'от­ рицательный заряд, притягива­ ются к осадительным электродам

иосаждаются на них. Налипшая

кэлектродам пыль эпизодически

удаляется их встряхиванием.

Пылеуловители — область применения

Пылеосадительные

камеры — враща­

ющиеся печи, сушильные барабаны,

сырьевые мельницы с одновременной

сушкой

 

Аспирационные

шахты — цементные

мельницы, дробильные установки

Циклоны — мельницы, сушильные ба­ рабаны, вращающиеся печи, колос­ никовые охладители, конвейеры

Рукавные фильтры:

срукавами из натуральных и син­ тетических волокон — силосы, це­ ментные мельницы, дробилки, упа­ ковочные машины

срукавами из стекловолокна — вращающиеся печи, сушильные

барабаны, сырьевые мельницы с одновременной сушкой, колос­ никовые охладители

Электрофильтры — вращающиеся пе­ чи, сушильные барабаны, сырьевые мельницы с одновременной сушкой, колосниковые охладители

Запыленность

газов, г/м3

Темпе­

Скорость

 

Наимень­

Гидравли­

 

 

 

ратура,

КПД

ший

размер

ческое

 

 

 

°С, не

газов, м/с

улавливаю­

сопротив­

 

 

 

более

 

 

 

 

 

щих

частиц,

ление, Па

на

входе

на выходе

 

 

 

 

 

 

 

мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Не огра­

1000

Не огра­

0,1—0,15

 

30

30—50

ничена

 

 

ничена

 

 

 

 

До

1000

20—50

200

 

 

1—1,5

0,5—0,9

 

10

250—500

До

1000

20—50

400

2,5—4,5

0,5 -0,9

 

5

600—1450

2 0 — 100

0,1—0,5

150

0 ,6

0 ,8

0,98—0,99

 

0,5

1200—1800

2 0 — 100

0,1—0,5

300

0 ,6

0 ,8

0,98—0,99

 

0,5

1200—1800

10— 20

0 ,1— 1

250

0

,

8

0,1

0,99

 

0,5

100—400

 

 

 

 

 

 

Так работают

электрофильтры. Существуют также

другие методы

улавливания пыли, основанные на орошении водой

запыленного га­

зового потока, просасывании газа через

пену, смоченные слои сы­

пучих

материалов

и

др. Однако

пылеуловители,

работающие на

основе

этих

методов,

еще не

нашли

широкого

использования

в промышленности

строительных

материалов.

пылеулавливаю­

Техническая характеристика

рассмотренного

щего оборудования показана в табл. 69.

Пылеосадительные камеры, аспирационные шахты и циклоны представляют собой аппараты грубой очистки, и их используют для предварительного обеспыливания газов с высокой концентрацией пыли. Электрофильтры и рукавные фильтры являются аппаратами

тонкого, окончательного обеспыливания.

оценивается

Эффективность пылеулавливающего оборудования

КПД

 

 

Л ~ (QBX

Qo4Hin)/Qux»

(181)

где QBX и Оочищ — количество пыли соответственно'во входящем в пылеуловитель газе и в газе, после пылеуловителя, г/м3.

Значения КПД используемого пылеулавливаемого оборудования приведены в табл. 69. Для достижения более высокой степени обес­ пыливания газов с повышенным содержанием пыли последовательно устанавливают несколько ступеней пылеуловителей, например цик­ лон — рукавный фильтр. В таких случаях суммарный КПД пыле­ улавливающей системы

 

Л = 1 - ( 1

- г ц ) (1 - Ъ

) ,

(1 — т1 п),

(182)

где пх, т]2,

У]п — КПД

соответственно

каждого

пылеуловителя.

 

При расчетах пылеулавливающей системы эффективность обес­ пыливания пылеосадительных камер и аспирационных шахт не учи­ тывают.

Пример 37. Определить эффективность пылеулавливающей установки, состоя­ щей из циклона и рукавного фильтра.

Решение. По данным табл. 69 для каждой ступени установки принимаем: для

циклона т] = 0,95, для рукавного фильтра т] = 0,99.

Тогда в соответствии с фор­

мулой (182) КПД обеспыливающей

установки

 

т] — 1 — (1 —

0,95) (1 — 0,99) =

0,9995.

По заранее выбранному оборудованию для обеспыливания отхо­ дящих газов или аспирационного воздуха с заданными КПД каж­ дого входящего в систему пылеуловителя можно решить и обратную задачу.

Пример 38. Определить максимальную запыленность аспирационного воздуха перед обеспыливающей установкой, рассмотренной в примере 37, для обеспечения санитарных норм пылевыноса в атмосферу Q04nm = 0,1 г/ м3.

Решение. Преобразовав формулу (181), получим

QBX == Qo4iiin/(l — 4 ) г/м3.

Подставляя заданное значение Qочищ и rj - 0,9995 (из. предыдущего примера), получим

QBX = 0,1/(1 — 0,9995) = 200 г/м3.

Г л а в а 30

ци к л о н ы

§129. Принцип действия

Циклоны — наиболее распространенные аппараты для улавливания из пылевоздушной смеси частиц сухой пыли размером от 5 мкм и более.

Циклон (рис. 178) представляет собой цилиндр <3, заканчиваю­ щийся в нижней части конусом 4 и пылеотводящим патрубком 5. Патрубок 2 входа газа в циклон (в основном прямоугольной формы) обязательно располагают по касательной к окружности цилиндриче­ ской части. Очищенные газы выходят из аппарата через круглую трубу 7, расположенную по оси циклона и опущенную ниже отвер­

стия входного

патрубка

2.

 

 

вна­

Газы, поступив в циклон, движутся сверху вниз, вращаясь

чале в кольцевом пространстве между

наружной

цилиндрической

поверхностью

циклона

и центральной

выходной

трубой, а

затем

в корпусе циклона, образуя внешний

вращающийся вихрь.

При

этом под действием центробежных сил частицы пыли, взвешенные во

вращающемся газовом потоке, отбрасываются к стенкам

корпуса

циклона. Приблизившись к конусу, газовый поток поворачивается

и двигается вверх к выходной трубе, образуя внутренний

вращаю­

щийся вихрь, а частицы пыли, соприкасаясь со стенками,

теряют

скорость и осаждаются в конусную часть, откуда через пылеотводя­ щий патрубок поступают в герметичный бункер с разгружающим за­ твором.

Основными факторами, влияющими на эффективность циклонов, являются скорость газового потока на входе в аппарат, диаметр цик­ лона, подсос воздуха через неплотности подсоединения и запылен­ ность газа. Циклоны работают под разрежением и под давлением (до 2,5 кПа) при запыленности до 1000 г/м3 и температуре входя­ щего газа не более 400 °С. При скорости газового потока на входе в аппарат до 25 м/с осаждаются частицы меньшего диаметра; при увеличении этой скорости степень осаждения снижается вследствие вихрей, образующихся у стенок и выносящих пыль из циклона. Нецелесообразно устанавливать циклоны диаметром более 2 м, так как уменьшается скорость и соответственно эффективность очистки газов. Поэтому для создания высокой степени очистки большого объема запыленных газов устанавливают батарейные циклоны.

Батарейный циклон (рис. 179) представляет собой группу цик­ лонов 4, соединенных в одном агрегате, с общим входным газоходом 2 и сборником 7 очищенного газа. Запыленные газы в циклоны посту­ пают через коллектор 8 ввода, а очищенные газы в общий сборник — через кольцевой диффузор 5. Для очистки от налипшей пыли и про­ ведения ремонтных работ в бункере и сборнике очищенного газа предусмотрены люки 1 и 6. Разгрузка бункера 3 осуществляется непрерывно с помощью герметичных затворов.

Как правило, батарейные циклоны с двумя—восемью циклонами имеют прямоугольную компоновку, а с 10—14 циклонами — круго­ вую.

§ 130. Конструкция циклонов

В настоящее время разработаны различные конструкииИ циклонов, среди которых на цементных заводах нашли широкое ис_ пользование циклоны Государственного научно-исследовательского института по промышленной и санитарной очистке газов (НИИОГаз)- Отличительной особенностью циклонов НИИОГаза (рис. 180» табл. 70) является наклонный подводящий патрубок. Циклон состоит

из входного патрубка 2 прямоугольной формы, цилиндрической сти 3 корпуса циклона и выходного патрубка 7. В верхней цилиндрик; ской части корпуса циклона имеется крышка 6, согнутая по винтов011 линии на 360° с шагом, равным высоте входного патрубка; нижняя часть 4 корпуса выполнена в виде конуса. На выходной трубе обь1-

338

 

 

Параметр

 

ЦН-11

ЦН-15

ЦН-15у

ЦН-24

Угол наклона крышки и входного патруб-

11

15

15

24

ка циклона а,

0

 

 

 

 

 

Наружный диаметр выходного патрубка d

0 ,6

0 ,6

0 ,6

0 ,6

Внутренний диаметр пылеспускного от-

0,3—0,4

0,3-0,4

0,3—0,4

0,3—0,4

верстия di

 

 

 

 

 

 

 

Высота входного патрубка а

0,48

0 ,6 6

0 ,6 6

M l

Ширина

входного патрубка

b

0 ,2

0 ,2

0 ,2

0 ,2

Высота

цилиндрической

части цикло­

2,08

2,26

1,51

2,11

на Лц

 

hK

 

 

 

 

 

Высота

конуса

 

2

2

1,5

1,75

Общая высота

Н

трубы hx

 

4,38

4,56

3,31

4,26

Высота

выходной

 

1,56

1,74

1,5

2,11

Диаметр

бункера

DQ

 

1,5

1,5

1,5

1,5

Высота бункера #о+80

 

2,4

2,4

2,4

2,4

Глубина погружения пылевыпускного ко­

0,24—

0,24—

0,24—

0,24—

нуса в бункер

Лф

 

0,32

0,32

0,32

0,32

П р и м е ч а н и е . Размеры циклонов выражены в долях внутреннего диаметра D цилиндрической части.

чно устанавливают улитку 1, служащую для преобразования вра­ щательного движения газа в поступательное, что снижает гидравли­ ческое сопротивление газопровода. Под циклоном установлен бун­ кер 5 для сбора уловленной пыли.

Для циклонов ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у рекомендуют следующие

размеры внутреннего диаметра D, мм: 200,* 300, 400,

500, 600, 700,

800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 и 2000, а для

циклона ЦН-24

дополнительно 2400

и 3000.

 

Основным

типом

циклонов

НИИОГаза

является

тип

ЦН-15,

в котором

сочетается

наибольшая

степень улавливания

при наимень­

шем коэффициенте

гидравлического

сопротивления.

Циклоны

типа

ЦН-24 рекомендуют только при низких требованиях к очистке, например для предварительной очи­ стки газа перед электрофильтрами.

§ 131. Расчет циклонов

Теоретические расчеты геометрических параметров цикло­ нов и эффективности пылеулавли­ вания сложны и поэтому для их

Рис. 180. Циклон конструкции НИИОгаэа

Рис. 182. Номограмма для определения степени улавливания пыли в циклонах

340