ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕПАРАТОРА С СООСНО РАСПОЛОЖЕННЫМИ ТРУБАМИ ПРИ ОБЕСПЫЛИВАНИИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ПРИ РАЗЛИЧНОМ УГЛЕ РАСКРЫТИЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ЩЕЛЕЙ: EDN: NVLQUK

Вадим Эдуардович Зинуров; Илюза Ильшатовна   Насырова; Ильнур Наилович  Мадышев; Азат Альбиртович  Галиев

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.006

Авторы

Вадим Эдуардович Зинуров Казанский государственный энергетический университет https://orcid.org/0000-0002-1380-4433
Илюза Ильшатовна Насырова Казанский государственный энергетический университет https://orcid.org/0000-0003-1051-6257
Ильнур Наилович Мадышев Казанский национальный исследовательский технологический институт https://orcid.org/0000-0001-9513-894X
Азат Альбиртович Галиев Казанский государственный энергетический университет https://orcid.org/0000-0002-1873-8180

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.006

Ключевые слова:

газовые выбросы, сепаратор, улавливание частиц, центробежные силы, центробежный сепаратор, циклонный сепаратор, циклон, мелкодисперсная пыль, мелкая фракция частиц, сепарация частиц из газа, осаждение частиц

Аннотация

Важной задачей при обеспыливании газовых выбросов на предприятиях химической промышленности является достижение высокой эффективности. Для этого применяется комплекс аппаратов. Крупные частицы удаляются из газов в аппаратах грубой очистки. Мелкие частицы удаляются из газов в аппаратах тонкой очистки. Однако, фильтры тонкой очистки быстро забиваются, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления и в некоторых случаях к снижению эффективности. Актуальной задачей является увеличению их срока службы и повышение эффективности. Для этого в работе предложена конструкция сепаратора с соосно расположенными трубами, который предлагается установить перед фильтрами тонкой очистки. Целью данной работы является численное исследование влияния угла раскрытия прямоугольных щелей на эффективность и гидравлическое сопротивление сепаратора с соосно расположенными трубами. В статье представлена конструкция сепаратора. Описан принцип действия. При численных расчетах на входе в устройство задавалась входная скорость газового потока, которая варьировалась от 3 до 10 м/с, и массовый расход частиц 5 г/с. Плотность частиц изменялась от 1000 до 3000 кг/м³. Диаметр частиц варьировался от 1 до 15 мкм. Угол раскрытия щелей варьировался от 16 до 24º. В ходе расчетов были сделаны следующие основные выводы: cтруктурированность вихрей в межтрубном пространстве определяет степень эффективности сепаратора с соосно расположенными трубами, при угле раскрытия прямоугольных щелей α = 20º достигается максимальная эффективность сепарации мелкодисперсных частиц размером до 10 мкм из запыленного потока равная в среднем 40,3 %, эффективность сепарации мелкодисперсных частиц из запыленного потока увеличивается при росте входной скорости газа и плотности частиц, т.к. они легче поддаются выбиванию из завихренного газа, потери давления в сепараторе с соосно расположенными трубами составляют не более 626 Па.

Библиографические ссылки

Ахметшин, М.Р. Антропогенные газовые выбросы при сжигании суспензионных топлив и отходов нефтепереработки / М.Р. Ахметшин, Г.С. Няшина, В.В. Медведев // Кокс и химия. – 2021. – № 4. – С. 36-43. – DOI 10.52351/00232815_2021_04_36.

Орелкина, Д.И. Газовые выбросы метал-лургических предприятий. Зоны влияния в призем-ных слоях атмосферы / Д.И. Орелкина, А.Л. Пете-лин, И.Э. Дмитриев, Г.С. Подгородецкий, Ю.С. Юсфин // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 4-6. – С. 1062-1068.

Shtripling, L.O. Content definition of suspended particles of small size in the petrochemical company location / L.O. Shtripling, V.V. Merkulov, V.V. Ba-zhenov, A.E. Gagloeva, S.V. Belkova, N.S. Varakina, N.P. Kupriyanova //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2018. – Т. 2007. – №. 1. – P. 050014.

Peukert W. Industrial separation of fine parti-cles with difficult dust properties / W. Peukert, C. Wadenpohl //Powder technology. – 2001. – Т. 118. – №. 1-2. – P. 136-148.

Zinurov, V. Design of High-Efficiency Device for Gas Cleaning from Fine Solid Particles / V. Zinurov, A. Dmitriev, V. Kharkov // 6th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2020): Springer Interna-tion-al Publishing, 2021. – P. 378-385. – DOI 10.1007/978-3-030-54817-9_44

Баранов, Д. А. Процессы и аппараты хими-ческой технологии: Учебное пособие / Д. А. Бара-нов. - СПб.: Издательство «Лань», 2016. - 408 c.

Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппа-раты химической технологии: учебник для вузов: учебник для студентов химико-технологических специальностей вузов / А. Г. Касаткин; А. Г. Касат-кин. – Изд. 15-е, стер. – Москва: АльянС, 2009. – 750 с.

Кулакова, И. М. Автоматизированная си-стема технологического расчета пылеосадитель-ных камер / И. М. Кулакова, А. Ю. Кулаков, В. С. Асламова // Известия Томского политехнического университета. – 2010. – Т. 317. – № 5. – С. 74-77.

Шаптала, В. Г. Моделирование очистки га-зов в пылеосадительных камерах цементных печей / В. Г. Шаптала, В. В. Шатала // Вестник Белгород-ского государственного технологического универ-ситета им. В.Г. Шухова. – 2017. – № 4. – С. 132-137. – DOI 10.12737/article_58e613384b6612.68398784

Zhang, P. Experimental evaluation of separa-tion performance of fine particles of circulatory circum-fluent cyclone separator system / P. Zhang, G. Chen, J. Duan, W. Wang //Separation and Purification Technolo-gy. – 2019. – V. 210. – pp. 231-235.

Wang, S. Effect of the inlet angle on the per-formance of a cyclone separator using CFD-DEM / S. Wang, H. Li, R. Wang, X. Wang, R. Tian, Q. Sun //Advanced Powder Technology. – 2019. – V. 30. – №. 2. – pp. 227-239.

Казюта, В. И. Электростатические явления при фильтрации промышленных газов в рукавных фильтрах / В. И. Казюта // Сталь. – 2013. – № 8. – С. 85-89.

Усманова, Р. Р. Аппаратурное оформление системы очистки промышленных выбросов / Р. Р. Усманова, Г. Е. Заиков // Химическая промышлен-ность сегодня. – 2009. – № 5. – С. 41-46.

Кошкарев, С. А. Оценка эффективности аппарата мокрой очистки обеспыливания выбросов печей обжига керамзита / С. А. Кошкарев, В. Н. Азаров // Инженерно-строительный журнал. – 2015. – № 2(54). – С. 18-32. – DOI 10.5862/MCE.54.3.

Зинуров, В. Э. Оценка энергетических за-трат при улавливании мелкодисперсных частиц в сепараторе с соосно расположенными трубами / В. Э. Зинуров, А. В. Дмитриев, Г. Р. Бадретдинова, Р. Я. Биккулов, И. Н. Мадышев // Вестник Иркутского государственного технического университета. – 2021. – Т. 25. – № 2. – С. 196-206. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2021-2-196-206

Зинуров, В. Э. Экспериментальное опре-деление гидравлического сопротивления упрощен-ной модели мультивихревого классификатора с соосно расположенными трубами / В. Э. Зинуров, И. Н. Мадышев, А. А. Каюмова, К. С. Моисеева // Ползуновский вестник. – 2022. – № 2. – С. 108-116. DOI: 10.25712

Зинуров, В. Э. Разработка классификато-ра с соосно расположенными трубами для разде-ления сыпучего материала на основе силикагеля / В. Э. Зинуров, И. Н. Мадышев, А. Р. Ивахненко, И. В. Петрова // Ползуновский вестник. – 2021. – № 2. – С. 205-211.