3 Способы очистки твердых частиц при сгорании топлива
3.1 Общие положения. Классификация оборудования очистки
Исследования показали, что золовые выбросы наблюдаются не только при сжигании твердых топлив. При выбросе из дымовых труб частицы золы рассеиваются в атмосфере и выпадают с течением времени на поверхность земли. Максимальная концентрация твердых частиц наблюдается на расстоянии (8 - 18)Н.
Рисунок 2.12 Схема рассеивания продуктов сгорания
Количество золы в продуктах сгорания зависит от свойств топлива (Ар). При слоевом сжигании топлива, зола в уносе составляет 25 - 40 %, из которых примерно половина оседает в газоходах котла, а вместе с продуктами сгорания в дымовую трубу уносится всего 10-15 %.
Когда произведение АрВр 1400, то котельные на твердом топливе необходимо оборудовать золоулавливающими установками.
Определяющими параметрами при выборе типа золоуловителя являются: количество улавливаемой золы, ее дисперсный состав и физические свойства, а также требуемая степень очистки (но не ниже величины 0,5 мг/см3) общая и фракционная:
;
,
где
- масса уловленных частиц и масса данной
уловленной фракции;
-
масса частиц, входящих в золоуловители
и масса данной фракции на входе.
Способы очистки продуктов сгорания от твердых частиц подразделяют на: сухую механическую; мокрую механическую; электрическую; электромагнитную; ультразвуковую; мокрая химическая.
Золоуловители подразделяют на следующие группы:
сухие механические импульсные - за счет действия центробежных или инерционных сил тяжести (гравитационные аппараты; импульсные камеры; каналы большого сечения; центробежные аппараты; инерционно-жалюзийные; циклоны; батарейные циклоны; блок-циклоны, ротоклоны);
мокрая механическая - за счет промывки или орошением продуктов сгорания водой с последующим осаждением золы (скоростные газопромыватели; пенные газопромыватели; самоочищающиеся масляные фильтры; скрубберы и др.);
электрофильтры - за счет осаждения на электродах под действием электрических сил;
тканевые рукавные фильтры, в которых отверстия для прохода газов имеют размеры меньше размеров твердых частиц;
комбинированные золоуловители.
3.2 Золоуловители
3.2.1 Механические сухие золоуловители
Делятся на два типа: центробежные (или циклонные) и инерционные (жалюзийные).
Принцип действия циклонного золоуловителя (рис. 2.22/3/) основан на эффекте центробежных сил:
Когда твердые частицы массой m, движущиеся со скоростью w = 20м/с по касательной трубе (входному патрубку) 2 подводятся к цилиндрическому корпусу 1, то они отбрасываются к стенкам, теряют скорость и выпадают через патрубок 6. Очищенные газы удаляются через патрубок 4.
Используются блок-циклоны, состоящие из группы параллельно включенных циклонов с диаметром от 400 до 800 мм и батарейные циклоны (рис. 2.23/3/), состоящие из большого числа мультициклонов (около 50 шт) с диаметром 250 мм, скомпонованных внутри общего кожуха 10, имеющих общий бункер 7, распределительную 2 и выхлопную камеру 8. Коэффициент сопротивления блок циклонов = 105 115, а батарейных циклонов = 85.
Сопротивление циклона:
.
Степень улавливания золы циклонами 85-90 %. Достоинства: невысокая стоимость, простые конструкции. Недостатки: относительно высокое гидравлическое сопротивление по газу (около 10 000 Па) и большие габариты. Используется в ТГУ малой мощности при слоевом сжигании.
Жалюзийный золоуловитель (рис. 2.24 /3/) состоит из корпуса 7, двух жалюзийных решеток 5, газоходов очищенного газа 3 с шиберами 8 и неочищенного газа А. Газ, проходя между лопастями решеток, увлекает с собой небольшое количество мелких частиц золы, а более крупные собираются в циклоне 1, где отделяются от продуктов сгорания. Достоинства: малые габариты, небольшие сопротивления и возможность установки их в вертикальных и горизонтальных газоходах. Недостатки: быстрое истирание золой решеток. Степень очистки 70-80 %.