Характеристики летючої золи

Золою щодо характеристики палива вважається залишок, що виходить при прожарюванні до постійної маси навішування палива в присутності кисню при температурі 800° С (1073 До).

Фазово-мінералогічні дослідження складу золи різних видів твердого палива показують, що основною фазою всіх видів золи є скло. Кристалічна фаза представлена ​​різними кількостями кварцу, гематиту, магнетика та різними силікатами кальцію.

Характеристики золи (винесення), отриманої в топках котлів, дещо відрізняються за фізико-хімічними властивостями та хімічним складом від золи, отриманої в лабораторних умовах. Така відмінність визначається температурними умовами і часом спалювання частинок палива в топці, де температура значно вища за 800° С. Основними відмітними факторами є шлакування (розплавлення) частини мінеральної складової палива та наявність у золі частинок палива, що недогріє (механічного недопалу).

Ефективність роботи газоочисних пристроїв багато в чому залежить від фізико-хімічних властивостей золи, що вловлюється, і димових газів, що надходять у золоуловлювач. Основними характеристиками золи є щільність, дисперсний склад, електричний опір (для електрофільтрів), слипання.

Щільність частинок летючої золи рч для більшості вугілля лежить в межах 1900-2500 кг/м 3 . Щільність визначається як відношення маси частинок золи до займаного нею обсягу, включаючи обсяги пор і газових включень.

Для вибору та розрахунку золоуловлювачів велике значення має розподіл частинок за розмірами – дисперсний склад. Про частинки судять за розміром найменшого отвору сита, через яке частка діаметромdпроходить припросіювання. Просіюючи золу через ряд сит з різним розміром осередків, одержують криву залишків на ситі Rd (рис. 2.1, а).

Ордината кривої показує кількість пилу у відсотках, частинки яких більші, ніж розмір осередку сита. Можна замість залишків на ситі використовувати зворотну величину - прохід через ситоyd,причому

Найменший розмір отворів у ситах становить 44 мкм, тому для визначення дисперсного складу фракцій менше цього розміру, що представляють найбільші труднощі при золоуловлюванні, використовуються інші методи - повітряної сепарації, рідинної седиментації (спливання або осідання частинок) і мікроскопічного аналізу.

Розрахунок ступеня уловлювання зазвичай ведеться кожної фракції частинок окремо. Зміст тієї чи іншої фракції Ф; можна знайти з кривої залишків на ситі відніманням залишків на ситі на кінцях заданої зміни діаметрів частинок (рис. 2.1, в). При розрахунку золоуловлювачів діаметр приймають постійним, рівним середньоарифметичному діаметру з його кінцях. Так, у діапазоні зміни діаметрів від 10 до 20 мкм у розрахунках приймають як середнє значення 15 мкм. У табл. 2.1 наведено фракційний склад золи віднесення деяких палив СРСР.

Дисперсний склад летючої золи багато в чому залежить від дисперсного складу вугільного пилу, що спалюється, що надходить після розмольного пристрою в топку.

Розподіл частинок золи більшості вугілля відповідає логарифмічному закону. У цьому випадку залежністьRdіdу спеціальній імовірнісній шкалі зображується прямою (рис. 2.1,6), а весь розподіл частинок по фракціях можна характеризувати двома величинами:d50— медіанним діаметром, що відповідає залишку на ситіRd = 50%,і середнім квадратичним відхиленням

де dl59; d50 і d841-діаметри частинок, які відповідають залишкам на ситах, рівним 15,9; 50 та 84,1%.

Для визначення дисперсного складу золи використовують спеціальні пристрої імпактори. Нині дані дисперсійних аналізів отримують переважно з допомогою каскадних імпакторів. Принцип дії каскадних імпакторів (рис. 2.2) заснований на інерційній сепарації частинок за розмірами при пропусканні проби газу через ряд послідовно встановлених сопл або соплових грат з розташованими під ними осадовими поверхнями (підкладками). Діаметри одиночних сопл або діаметри і число сопл у соплових решітках підбираються таким чином, щоб розміри частинок, які можуть осісти в даному каскаді, були меншими за розміри частинок, здатних осісти в попередньому. Таким чином, аналізовані частинки виявляються розділеними на фракції, число яких дорівнює загальному числу каскадів імпактора, включаючи фільтр.

Для очищення газів в електрофільтрах істотно впливає на ефективність їхньої роботи надає питомий електричний опір р. За цією ознакою золу вугілля можна поділити на три групи.

/групахарактеризується р 2 Ом-м. Такими властивостями володіє зола, що має велику кількість вуглецю, що недогорів, наприклад зола донецького АШ. Ця зола називається «низькоомною».

//групазоли має електричний опір у межах 10 2 8 Ом-м і найбільш повно вловлюється в електрофільтрах. До цієї групи відноситься зола ряду кам'яного вугілля-донецького Т, ГСШ та ін.

III групазоли характеризується р> 10 Ом-м і є електричним ізолятором. Така зола називається «високоомною».

До попелу III групи відноситься зола деяких кам'яних вугілля, зокрема екібастузького, ковальського та ін.

Для інерційнихзолоуловлювачів істотне значення має властивість злипання золи. За злипанням зола ділиться на чотири групи: не злипається (1), слабо злипається (II), середньосліпаюча (III) і сильносліпаюча (IV).

Інтенсивність абразивного зносу золоуловлювачів залежить від твердості, розміру, форми та щільності частинок. Абразивність золи характеризується коефіцієнтома,який визначає потонання стінки поперечно обтічної труби із сталі 20 у місцях її максимального зносу при концентрації частинок 1 г/м 3 та швидкості потоку 1 м/с, при рівномірному розподілі поля швидкостей та концентрацій при кімнатній температурі протягом 1 год.

Значення коефіцієнта наводяться нижче:

Волзькі сланці. 3

Змочуваність частинок водою впливає на роботу мокрих золоуловлювачів. Чим краще змочуваність ^ тим вище ефективність золоуловлювання.

Основним показником роботи золоуловлювача є ступінь уловлювання золи:

= (СВХ-СВИХ)/СВХ = (СВХ-СВИХ)/СВХ,

деGBX— кількість золи, що надходить у золоуловлювач в одиницю часу, кг/с; СВІХ-кількість виходить (не уловленою) із золоуловлювача в одиницю часу золи, кг/с; Свх - концентрація золи в газі на вході в золоуловлювач, кг/м 3 ; Свих — те саме на виході, кг/м 3 .

Для проведення розрахунків зручна інша величина - проскок (винесення) золи через золоуловлювачі:

= GBbrx/GBX = CBbIX/CBX.

Між ступенем уловлювання та проскоком має місце наступне співвідношення для оцінки екологічної досконалості золоуловлювачів:

=1-

У теорії золоуловлювання використовується параметр золоуловлювання17:

П= А/V,

де 0-швидкість дрейфу частинок, м / с (швидкість руху частинок золи під дією сил осадження);А-площаповерхні каналу золоуловлювання, м 2;V-витрата газу, м 3 / с.

Залежність проскоку (ступеня винесення е) золи через золоуловлювач від параметра золоуловлюванняП

ПараметрП
Пара-
метр Я,0,1,3,4,5,6,7,8,9
0,1,00000,90480,81870,74080,67030,60650,54880,49660,44930,4066
1,0,3679
2,
4,
5,
6,
7,
8,
9,

Розглянемо два граничні випадки руху частинок у потоці.

Якщо потік газів рухається турбулентно, а частинки досить дрібні (менше 30 мкм) і беруть активну участь у турбулентних пульсаціях потоку, то з відомим припущенням можна прийняти, що концентрація частинок у поверхні мало відрізняється від середньої концентрації в розрізі золоуловлювача. У цьому випадку вираз для визначення ступеня проскоку має вигляд

= CBbIX/CBX=ехр(-П)

У табл. 2.2 наведено залежність між параметром золоуловлювання П і ступенем винесенняг.

Іншим граничним випадком є ​​випадок, коли частинки не пульсують у потоці і кожна рухається відповідними лініями струму. Це має місце, якщо потік рухається ламінарно або частинки настільки великі, що практично не беруть участь у пульсаціях потоку. Останнє має місце при розмірах частинок, що маютьd2:»30 мкм. У цьому випадку навіть за турбулентного потоку газів частки практично не пульсують.

=1-П;=П.

Уловлювання великих частинок золи (відсутність пульсацій) йде інтенсивніше і повністю закінчується при П=1. Для дрібних частинок (турбулентна пульсація) уловлювання йде менш інтенсивно і повне очищення газів від золових частинок відбувається за П = .

У всіх випадках ступінь уловлювання зростає зі зростанням параметра золоуловлювання П. Слід параметр золоуловлювання зростає зі збільшенням швидкості дрейфу, поверхні осадження і зменшується зі збільшенням витрати газу, що очищається.

Введемо поняття питомої площі поверхні осадження на 1 м 3 /з газу, що очищається:

Тоді параметру золоуловлювання можна надати наступний вид, який використовується при розрахунку електрофільтрів:

П = f.

Замінимо секундний обсяг газів виразом

деі- швидкість газу в перерізі золоуловлювача, м/с;Fr- площа поперечного перерізу для проходу газу, м 2 .

Тоді параметр золоуловлювання можна представити у вигляді твору двох безрозмірних параметрів:

де Ф= A/FT— геометричний параметр (параметр форми) золоуловлювача, що є відношенням поверхні осадження до поперечного перерізу для проходу газів;К= /і- кінематичний параметр, що є відношенням швидкості дрейфу частинок золи на поверхню осадження до середньої швидкості потоку газів в золоуловлювачі.

Ступінь уловлювання золоуловлювача виявляється тим вищим, чим більший добуток цих параметрів. При цьому слід мати на увазі, що кінематичний параметр визначається характером сил, що діють на частинку, розмірами частинок, фізичними властивостями частинок та газів та аеродинамічних характеристик потоку.

Наведені вище загальні співвідношення для ступеня уловлювання в золоуловлювачах виведені за таких умов:кожна частка золи, досягнувши осаджуючої поверхні, не може повернутися назад у потік (відсутня вторинний винесення); усі частинки мають однакову швидкість осадження (дрейфу); розподіл швидкостей газу перерізу потоку є рівномірним.

Теоретичних формул, які б повністю враховували всі перераховані припущення, не існує, тому при реальних розрахунках золоуловлювачів доводиться вводити емпіричні поправки, особливо це стосується вторинного винесення.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:

Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно