книги / Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строительных материалов
..pdf16 » |
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