автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Интенсификация процесса осаждения мелкодисперсных органических пылей в криволинейных газовых потоках

э

и &

московский ордена трудового красного знаш1и тешулы-мй институт км. а. н. Косыгина

На правах рукописи

БЕЛЯЕВА Надежда Федоревна

УДК 62Е.9<гЪ.53:бо.011

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОСАЭДЕНИЛ ^СОДЛаШ-СШК 0РГ'А11/1ЧЕС1й1Х ШЛЕЙ В КР.ЕОЛЛКНЙШ ГАЗОВЫХ' ПОТОКАХ

05.17,08 - процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ • диссертации на семскалие ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работа выполнена' в Рубеканском филиале научно-исследовательского института органических полупродуктов и красителя ШГО "НИ01ИК"

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Сажин B.C., кандидат технических наук, старший научный сотрудник Перепелки» И.Б.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Фокин Л.П., кандидат , технических наук Плотникова Н.М.

Ведущее предприятие - Рубетянское производственное объединение "Краситель"

Защита состоится " 1990 г. в часов на заседании

специализированного совета/053.25.06 в Московском ордена Трудового Красного Знамена текстильном институте им. А.Н. Косыгина по едресу: П7918, Москва, Малая Калужская ул., дон I.

Автореферат разослан "7 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, ^уу

доцоат ^.-n^B.C. Омелъчук

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЕ]

Актуальность теми. Важным направлением работ в- промышленности, предусмотренным планами партии и правительства по развитии народного хозяйства, является разработка высо.коинтенсивных технологических производств. Значительное место в химической технодагии занимает процесс осаждения твердых мелкодисперсных частиц из газовых потоков. В частно,сти, в производствах органических красителей и промежуточных^ продуктов' ежегодно образуется и нуждается в осаждении около 15 ООО т пылей, причем к 2000 году эта ци:фра возрастет и четыре раза. Поэтому повышение эффективности осаждения мелкодисперсных пылей из все более возрастающих объемов пылегазовых выбросав является венский народнохозяйственной задачей.

С другой старокы, в> последнее время приобрела громадное значение проблема защиты воздушного'бассейна о.т загрязнения промышленными выбросами, в том числе пылями. Эта сложная экологическая, социальная и экономическая проблема треоует осуществления срочных мер па-предотвращении вьбросов пыли в- атмосферу, строительству очистных сооружений, разработке и освоению новых видов пылеулавливавщега оборудования.

Осаждение твердые частиц из вращающихся потоков - одни из наиболее часто используемых процессов, реализуемых в центробежных пыле -уловителях. Применение потока, движущегося в спиральном канале, является перспективным направлением интенсификации процесса осаждения твердых частиц из газа. Этот метод отличается простотой аппаратурного оформления и вместе с тем достаточно эффективен, так как позволяет значительна увеличить путь и время осаждения твердых частиц и, тем самым, увеличить эффективность осаждения пыли при малых габаритах аппарата. Большим достоинством спиральных аппаратов, в отличие от других центробежных пылеуловителей, является возможность регулирования времени пребывания частиц в аппарате. Но внедрение .спиральных пылеуловителей в промышленность сдерживается отсутствием методик расчета эффективности осаждения полидисперсных пылей в спиральном канале.

Учитывая малоизученность и сложность этой проблемы, актуальным является также изыскание возможности интенсификации процесса осаждения твердых частиц в наиболее часто используемых противоточных циклонах путем более совершенной организации движения газового потока в этй"х аппаратах. >

идльд г.юсаптац-.тцо'Л опботн является:

- изучение способов образования пилея, типичных схем пылеосаждения и эффективности их работа в производствах органических храситслей, способов организации движения потоков в криволинейных каналах, а также исследование свойств органических пилея, определяющих процесс осаждения и транспорт осевшей пыли; разработка рекомендация по рациональным способам организации процесса осаждения пылей на основе их технологических характеристик;

- построение: физических и математических моделей с аналитическим и численным решением уравнений движения стоксовских моно- и полидисперсных частиц в спиральном канале постоянная и переменноя высоты и их экспериментальная проверка;

- разработка методов расчета центробежных пылеуловителеЯ со спиральным осадительным' каналом различноЯ геометрии;

- исследование и оптимизация процесса осаждения пылся з противоточ-ном циклоне с перфорированным организатором потока;

- создание новых конструкций центробежных аппаратов для улавливания мелкодисперсных пылей, их внедрение в практику проектирования и промышленность.

Для достижения -ели били применены следующие методы исследования: теоретическое исследование процесса осаждения твердых частиц в спиральных каналах при различных гидродинамических режимах движения газового потока: реализация математических моделей путем проведения аналитических и численных экспериментов на ЗОН; физическое моделиро-эаниепроцесса осаждения пылей в спиральных каналах; седиментационный и микроскопический методы исследования состава осаждаемой пили и пыли уноса; применение теории подобия при изучении гидродинамики центробежных аппаратов; математическое планирование экстремальных экспериментов при режимно-конструктивной оптимизации циклонов новой конструкции; статистическия анализ результатов физического моделирования.

Научная новизна. 3 настоящей работе впервые выполнено комплексное теоретическое, расчетное и экспериментальное исследование процесса осаждения стоксовских твердых частиц из ламинарного, и турбулентного потока газа, движущегося по спиральному каналу постоянной и переменной высоты, причем принятые упрощающие предпосылки обоснованы и оценены количественна. При этом особое внимание уделено нахождению пределов применимости разработанных моделей. X наиболее важным новым научным результатам работы относятся:

- уравнения для расчета эффективности осаждения мо на дисперсных час-

тиц и полилисперсных пылей, в том числе подчиняющихся ЛНР1, из газового потока в- спиральных каналах;

- номограммы для определения фракционной и полной эффективности осаждения пыли в спиральных каналах разной геометрии при ламинарном и турбулентном движении газового потока;

- обобщенные критериальные зависимости по гидродинамике движения потоков л циклонах новой конструкции;

- способы интенсификации процесса осаждения пыли в спиральном канале и противоточном циклоне;

-"энергетический способ оценки эффективности работы циклонов.

Реализация работы. Научные и практические результаты были использованы для разработки новых пылеуловителей при проектировании произ- -эодств индулина и нигрозина, при усовершенствовании системы пылеосож-дения в производстве выпускных форм белофоров. Снижение ущерба от загрязнения окружающей среды пыль» белофоров после внедрения спирального циклона составляет 52 ООО рублей в год, экономический эффект от зозврата уловленной пали в производство - 30 ООО рублей в год. Снижение ущерба от загрязнения среди пылью нигрозина и индулина при условии внедрения притивоточных циклонов с перфорированным организатором потока составит 27 ООО рублей в год. Автор защищает:

- результаты экспериментального и теоретического исследования процесса осаждения стоксовских частиц из газового потока в спиральном канале;

- математические модели и номограммы для расчета фракционной и полной эффективности осаждения пылей в спиральных каналах различной геометрии при установившихся гидродинамических режимах течения газа;

- новый способ организации движения потоков в противоточном циклоне;

- результаты режимно-конструктивной оптимизации циклона с перфорированным организатором потока;

- экспериментальные результаты по гидродинамике движения потока в-циклонах новой конструкции.

Апробация работы. Основные положения работы обсуждены на Всесоюзной научно-технической конференции: "Синтез и промышленное применение красителей и промежуточных продуктов", г. Рубежное, 1981 г., на Всесоюзном научно-техническом совещании "Методы очистки газовых выбросов! химических производств от органических соединений и утилизации уловленных продуктов", г. Черкассы, 1932 г., на 2-м Всесоюзном научно-техническом совещании "Пути совершенствования, интенсифика-

ц'.гл л позкаеяия надежности аппаратов основкой :<:im:i;i",* г. -2 ?.,

УП Республиканской конференция "Повышение эффективности., совершенствование процессов и аппаратов химических производств", г. Льзоз, -15 33 г.

Публикацией. Основные результаты изложены в 10 печатных роботах и защищены Ц авторскими свидетельствами.

Объем и: структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и. приложения, выполнена на 255 страницах, содержит '|0 иллюстраций и 33 таблицы. Список использованной литературы включает 255 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Do введении обоснована актуальность проблемы и приведена общая характеристика диссертации с тезисным обоснованием основных положений и результатов работы.

В первой главе проанализированы типичные схемы образования и осаждения пыли, а также аффективность их работы в производствах органических. красителей, зыязлены особенности з эксплуатация пнлеочисткого оборудования, объяснен высокий уровень выбросов пыли в атмосферу /•!/. По способам образования выделены пили диспергационного и конденсационного происхождения.

Пыли первой группы образуются при диспергировании материалов на стадиях размола. Они характеризуются размерами от 0,-1 до 50 мкм и более, широким распределением частиц по размерам, частицы имеют неправильную форму. Зтим способом нельзя получить высоко дисперсные пыли мельче 0,1 мкм, так как после достаточно длительного измельчения материала устанавливается равновесие между агрегацией и измельчением частиц .

Пили второй группы обрвзузтея при. сушке растворов и суспензий красителей в токе горячего теплоносителя в распылительных сушилках и сушилках. "кипящего слоя". Эти пыли характеризуются более узким распределением частиц и размерами от 0,1 до ТО мкм и более, частицы имеют преимущественно. сферическую форму. Зысокодисперсные пыли конденсационного происхождения с размерами менее 0,1 мкм могут образовываться при химических реакциях в газовой фазе, например при получении черного пигмента пиролизом углеводородов, при получении аэросила, используемого в производстве выпускных форм красителей. Такие пыли образуются при распылении и высушивании очень разбавленных (^0,1,») растворов.

Эффективность работы некоторых пылеуловителей в характерных схемах

пиле осаждения исследована экспериментально /2/.

В производстве красителя тиоиндиго черного пыль l.a-xiiCKNa образуется при сушке 35-70^-ной пасты в сушилке "кипяшего слоя" и поступает в систему очистки, состоящую из многоступенчатого циклона и рукавного фильтра. Пылевоздушная смесь перемещается со средней скоростью, равной на входе в циклон и выходе из него 3,3 м/с, на duxoäc из фильтра - 13,3 м/с. Имеет место явно выраженный турбулентный режим течения ( Ro - £,3-IO-* и 3,6-Ю^ соответственно). !(онцснтрация пили по сечению трубопровода распределена неравномерно, поотому для определения эффективности ее осаждения измерены профили концентрации частиц в сечении входных и выходных газоходов- аппаратов..

На входе в циклон в круглой вертикальной стальной трубе диаметром 300 мм длиной 3 м получены профили концентрации частиц пыли, соответствующие. четырем стационарным рекимам работы сушилки:

1 - чашевидный со значением CQ 02/со=5>5 nPu cm=21 v'0 =

2 - седловидный со значением c'Q ü2/'Co=1,9 npu Cm=1ü г/м'3, ',Vo "

3 - седловидный со значением с^ й2/со~г'3 npu Ст=б w0 =

4 - седловидный со значением С0 ni)U Ст=^ ^/v?, WQ = 65<£.

На выходе из циклона получен седловидный профиль концентрации частиц со значением С0 ¿-/со = 1,6 сга = 1<3 г/м3, соответствующий реяимам 1,2; седлозндный со значением CQ g-j/CQ = 1,4 при Cm = 1,55 r/iP, соответствующий режимам 3,'Ь

Эффективность осаждения пыли в циклоне при уменьшении среднеинтег-' ральной концентрации Ст частиц на входе в циклон от 21 до 10, 5 и 3 r/iP падает с 94 до 37, 73 и 45% соответственно. 3 свою очередь, изменения в эффективности работы циклона приводят к повышенной пылевой нагрузке (более 1,2 г/м^-мин) на фильтр. Эффективность его работы снижается от 9У.2 до 92,9/2, что приводит к пятикратному превышении ПДК в воздухе килого района и потерям продукта на 60 ООО рублей в год.

При получении порошковых форм кубовых и дисперсных красителей путем распылительной сушки 15-30/1-ных растворов и суспензий гидрофильные частицы размером от I до 100 мкм эффективно улавливаются в двухступенчатой системе из противоточного циклона Ниро Лтомайзер и водного скруббера Лрамикс. Эффективность их улавливания в.циклоне диаметром i,2 м производительность») 7 0С0 м^/ч в зависимости от марки красителя составляет 35-55«, а в циклоне диаметром 2 м производительностью 13 ООО м?ч

55-10%. Зодный скруббер снижает их содержание з отходящих газах до 5-50 мг/м3 /3/.

Ко при наработке на этих схемах гидрофобных по ли циклических пигмент

703 /V, x-ieoa'.t:; разметы частиц на перл док низе, чем у куй о и их л зд nepcHiK :-:раслтелз:1, используемые пылеуловители оказались нез'ЭДективн .ми: потери достигали. 2Э-5С2. Ло ;ио.!Т;. офективность работ скруоо'ерс до S7-39,позволило использование специально разоио'отанных, не уху иалшнх потребительских свойств пигментов смачяваюцих составов /5/, н наличие сточных вод остается отрицательным фактором.

При сжигании железо инилинопо го ллпма и последующем измельчении по лученного продукта а атмосферу выделяется , несмотря на нспользовани пылеуловителей различных типов, значительное количество пыли трифоли на. Так, например при очистке. 3 OOJ ¡А'ч газов групповыми циклонами НИ'ЛОГаз и полым скруббером, ороааемым водой, выбросы пыли достигали 33,5 т/г. Замена шпионов многоступенчатым Циклоном диаметром 2,5 и позволила избегать неравномерной загрузки отдельных циклонов, в резу. тате чего выбросы пили снизились до ¿23,-Ч т/г. Замена полого скруббер на водный барботажный пылеуловитель не привела ¡с аффективной работе установки, хотя гидравлическое сопротивление системы резко возросло.

Изучение физико-химических свойств трифолина показало, что низкая эффективность его улавливания в сухих и мокрых пылеуловителях разной конструкции объясняется как размерами С d0 ■ 5,15 мкм, lnj} = 0,373'0. так и г.!дро'»о костью ( Vm = 150 с) частиц.

Повысить объективность работы системы циклон-скруббер но 95-99% можно, либо гчдройилизируя поверхность продукта на стадии измельчегои введением раствора оксиэтилировашшх алкил<*)енолов или жирных спиртов в отиленгликолях в количествах не более 2!i от массы сухого продукта, либо интенсифицируя работу мокрых пылеуловителе Я введением смачивающих составов для гидрофобных пылей /б/.

Описанные особенности эксплуатации пылеуловителей, а также недостатки разработанного нами альтернативного метода повышения эффектов ности работы системы .циклон-скруббер с помоцьа смачивавших составов 5ля гидрофобных органических пшгей, подчепкивапт необходимость классификации пылей по вакнейшм характеристикам, определяющим выбор спо соба, схемы осаждения и конструкции пылеуловителя, а также необходимость разработки сухих центробежных аппаратов, эффективных в широком диапазоне скоростей и запыленностей пылегазового потока.

Органические пыли классифицированы по основным технологическим ха рактеристикам (1лО, НПЗ, ), что позволило предложить обобщенные рекомендации по выбору технологии их осаждения.

Тем не менее, для разработки нового пылеуловителя необходимо знание ipyr.ix характеристик пили. Поэтому обсуждена зажнейгаш ::плактз-

ристика полидисперсных частиц, определяющая механизм их эса::сдения в центробежном поле, дисперсность. Описана использованные в работе микроскопический и седиментометр.теский методы анализа пиле Я н переход от счетного к массовому распределению частиц по размерам при условии сферической формы частиц. Экспериментально изучены и обсуждены характеристики наиболее типичных по свойствам и способам образования пылей. Показана применимость :с экспериментальным распределениям частиц по размерам пылей конденсационного, диспергационного и смешанного происхождения соответственно пигмента красного антрахинонового, ' 1",8-ХНС1Ша, трифэлина.

Рассмотрены способы ранжировки пылей с учетом адгезионно-когезион-ных характеристик. Показано, что для органических пылей, близких к идеально сыпучим, главные физические константы сыпучего тела (коэффициенты внутреннего и внешнего трения), определяющие транспорт осевших частиц к выгрузочному отверстию, можно заменить косвенными показателями - тангенсами углов естественного откоса с1> и скольжения порошка по твердой поверхности

3 главе систематизированы также сведения о создании оригинальных центробежных пылеуловителей /7/. Лрозеден ретроспективный анализ способов организации дз-.гаення потоков в них. Основное влияние на эффективность осаждения твердых частиц оказызаат усовершенствования з корпусе аппарата, направленные на увеличение фактора разделения или на снижение радиального уноса пыли (циклоны со спиральным осадительным каналом /3/, мультициклоны, циклоны с концентричными осадительными камерами /9/, эихревыз пылеуловители со встречными закрученными потоками, циклоны с перфорированными вставками /10/ и удлиненными выходными патрубками).

Для практической реализации выявленных перспективных центробежных пылеуловителей необходимы теоретические и экспериментальные исследования механизма осаждения полидисперсных частиц в криволинейных, в частности спиральных, копалах путем привлечения методов физико-математического моделирования, анализа отдельных влия.жих факторов, обобщения расчетных и экспериментальных результатов. 3 конечном итоге должны быть получены рекомендации по повышению эффективности работы аппаратов и методы, позволяющие рассчитать эффективность осаждения реальных палей в зависимости от геометрии спирального канала и параметров потока газа. Актуальны также системные исследования более совершенной организации дз;гаения потока з широко используемых промышленностью пютивоточных циклонах.

Во зторой главе изложены результаты математического моделирования процесса осаждения стоксовских частиц из газового потока в. спиральном канале и материалы их окспериментальной проверки.

3 настоящее время имеется большое количество исследований движения твердых чистиц э криволинейных и вихревых потоках (работы Н. Л. Фукса, А.И. Пирумова, Л. Я. Кутепова, М. Л. Гольдштика, Б.'С. Сажи-на и других). О большинстве случаев авторы стремятся к получению аналитических решений уравнений движения одиночных чаешц, что достигается ценой значительных упрощений расчетной модели, в ряде случаев результаты получены численными методами. Рассмотрены случаи детерминированного движения частиц и более плодотворные стохастические методы расчета с учетом различных граничных условий и гипотез о законе обтекания частицы. Анализ этих работ показал, что они относятся к условиям, отличающимся от условий осаждения частиц в спиральном канале, например в кольцевом цилиндрическом /II/ или коническом канале.

3. М. Ульянов обобщил экспериментальные результаты по осаждению крупнодисперсных полимеров в спиральном канале постоянной высоты на о-снове критериев подобия, однако диапазон применимости полученной зависимости ограничен.

Таким образом, хотя осаждение твердых частиц в- спиральном канале перспективног для интенсификации процесса выделения мелкодисперсных органических пылс.й из газового потока /12/, в настоящее время отсутствует физически обоснованный метод расчета эффективности осаждения отдельной твердой частицы, а также: полидисперсной пыли из спирального газового, потока.

Наше исследование посвящено аналитическому рассмотрению процесса осаждения стоксовских частиц из спирального потока /13/. При этом использованы две модели осаждения.

В первой,модели предполагалось, что движение потока газа является ламинарным, а осаждение происходит без перемешивания оседающих частиц под действием приложенных к ним сил, основными из которых являются центробежная сила и сила сопротивления среды.

В спиральном канале постоянной высоты , поперечное сечение которого представляет спираль Архимеда

г2 я тх2 - а р (1)

с постоянной шириной канала ъ = 2 и а, рассмотрен процесс осаждения стоксовских монодисперсных шарообразных частиц диаметром а и массой я •

По первой модели осаждения принято, что движение частиц квазиста-

ционарно. Это означает, что з халдой точке потока у частицы устанавливается радиальная скорость, обеспечивающая равенство сил инерции и сопротивления среды, а окружная скорость равна окружной скорости газового потока. Тогда

Ох

mu2/r=3il'dyu -т-— • ( г )

Учитывая, что u dt = г djo,получаем дифференциальное уравнение движения частицы

<** Р d2 , , ч

— — = г и. ( з )

d у> 18 р.

Применимость закона Стокса ограничивается условием Re4<l дляg радиального движения частицы, которое выполняется при jod-\i/r=£ 5- 1С"

Если движение частицы происходит з заданном поле скорости, описываемом по сзченио канала достаточно произвольными функциями в виде и г3 = conat, -1 ¿3^1, (4)

имеем

u = uQ Ъ (1 - а)/ г3(г^3- г]"3). ( 5 )

При з=0, разделив переменные з (3) с учетом (5), получаем решение

Дх » х - х0 = i uQ у , ( 6 )

где перемещение частицы Дх по направления, к внешней стенке канала не зависит от начального положения частицы на входе в канал х0.

Тогда эффективность осаздения частиц при равномерном распределении их по высоте канала

Ь ио£ / Ъ = У> • < 7 )

При з ¿0 разделить переменные з (3) не удается, но-уравнение можно решить численными методами.

Поскольку при з/О перемещение частицы Дх зависит не только от угла поворота канала у, но также от начального положения частицы на входе в канал, то

^ = (Ъ - х0) / Ь. ( 8 )

Задаваясь определенным значением 4 и соответственно х0 и вычисляя численным методом угол уз, при котором х становится равным Ь, находимтем самым угол <р, необходимый для достижения заданной iy.

Такие расчеты с использованием метода ?унге-!{утта четвертого порядка выполнены на JIM SC-I029 и приведены на рис. I.

Рис. I. Зависимость эффективности осаждения п монодисперсных частиц (Т-3,5-1 СГ4 с) от числа оборотов и по первой (сплошные линии) и второй Спунктирные) модели осаждения для спирального канала постоянной (1- з= -1 , 2- s=0( 3 - з=1) и .переменной высоты (<».-- з = 0): Ъ •= 0,02 м, Rj = 0,00 м, h0 =0,1 и, оU 15°, u = 2ü м/с ; обозначения со штрихом относятся к

геометрически подобному каналу (C=i 0»J ■. 2 л 3

По; второй модели осаждения предполагалось, что концентрация частиц в поперечном сечении канала выравнивается вследствие турбулентного перемешивания, а осажденйе происходит в тонком слое, прилегающем к внешней стенке. На возможность такого подхода к осаждению частиц в циклоне впервые указал Н. Л. Фукс. Позже Е. П. Медников доказал, что для хорошо увлекаемых пульсациями газа стоксовских частиц можно пренебречь пульсационным характером их обтекания в турбулентном.потоке.

Из сектора с центральным углом d <р , имеющего объем V = bhrCpdp, за время d.t оседают частицы из слоя толщиной х. имеющего ооъем dV = Г2 djp-h dx. Утносителыюе снижение концентрации частиц с учетом (3) и (4) составит

dV _gib (1-я) d 'P . (9)

dn n

1

Применяя подстановку z = асение для эффективности осаждения

(г, * г,) [1 - (r./r,)1-»] Po

Vr1

и интегрируя (9), получаем выра-

ехр

4 1Г

г2{г1

I

(1 - з) dz

0 R2/R1

U2 - 1) (1 - z3"1)]

(10)

При зтом интегралы в правой части (10) для геометрически подобна каналов идентичны.

В частных случаях, например при з = 0, з = - 1, з = 0,5, интеграл соответственно берется в конечном виде:

In n/n.

1/,ро ( ,Р ♦ irln ncp/rop)

(11)

о

- 1л .-/п0 = 1 /?0 [в (1 + Ь2/4асргср> + 2И1П Нор/гор]; (12)

-1п а/п0 -[?^чГ1васр/гср-«г(Ч- агсЛ;^)-^ q-arctgq)J /2^ ,(13)

ГДе Ч - ✓ (2 Яср/ь,^ - , , „ , 1/ (2 гор/Ь)2 - , .

При произвольном з интеграл можно определить численными методами, например методом Ньатона-Хотеса. Значения эффективности осаждения описанных выше твердых частиц в тех же геометрически-подобных каналах, рассчитанные по второй модели, также приведены на рис. I,-

Из рис.Г видно, что по первой модели при з » О зависимость ^»ШО является линейной, по зторой модели - асимптотически приближается к значению у» 1. При увеличении параметра з от 0 до I р. уменьшается, а при уменьшении з от 0 до -I - возрастает. Отклонения,' возникающие при вычислении эффективности осаждения частиц заданного размера при постоянной скорости по сечению канала и с учетом распределения скорости по сечению канала г» увеличиваются при возрастании з , уменьшаются с увеличением числа оборотов спирального-канала И и уменьшением его геометрических размеров. Относительные отклонения (г>3 - £0)/;>о при з 1 по первой и второ.й модели соотнетственно равны 3-10 и 5-10%, для эысэких значений 9®0,9 характерны минимальные (9 - р0)/р0- При значениях параметра з=0,5 Спо данным 3. А. Батлук наиболее близкое к реальному распределению скорости по сечению спирального канала) -у0)/у-0 составляют 3-62 при высоких и средних значениях ^ .• •

Таким образом, влияние параметра а на эффективность осаждения частиц в спиральном канале сравнительно невелико.

Если дниие спирального канала образует с горизонтальо угол с1, то средняя скорость потока газа уменьшается вследствие расширения канала (по высоте) • . - •

■• иср - ио ' Ь - ио Ьо /[»»о + Р <а2 -а Р/2) (и)

Принимая равномерное распределение скорости по сечению канала, из (3) и (9) получаем выражения для эффективности осаждения по двум моделям

= р)/р0, - (15)

Г>2 = I - вхр [-Т2(.р)/рс} (16)

где Р-]( <р) и <р) - функции от угла поворота канала <р, которые зависят также от геометрических размеров канала, однако для геомет-оически подобных кзиалоа идентичны. Они определяются выражениями

V *»> =(Ь0/Р)1п[(Р + :ск2)(р - кг.) / (Р - кП2)(Р + кг,,)];. (!

(1

11

>< Р) - Т2

м хП

(1ЧкК,)(г-кг.,; "о + к Р + Го)/2

1Р - кК^;(р «• кх ^) -1( ; Г,

о ср ср

где Р-У (2о12Г+2пк11 , «¡-(МГ>2аЬ )Л. Г.»ЬР/2Л, Л.гкК.,1? -кК*: + 2 аЬ .

*• * ь у ь ср Ср О

Расчетные эффективности осаждения частиц в двух подобных спираль ных каналах переменной высоты также приведены на рис. I.

Из рис. I видно, что общий характер кривых и их относительное положение аналогичны соответствующим кривым для канала постоянной высоты. Однака при н >0,5 и особенно при Ы>1 рост эффективности осаждения заметно снижается, что объясняется увеличением высоты канала на втором и последующих оборотах канала и снижением скорости газового потока в них.

Реальная полидисперсная пыль состоит из частиц с различными диаметрами. Из (3) и (б) следует, что> р0 обратно пропорционально-диаметру частиц. С учетом этого из (15) и (16) получаем для эффективности осаждения частиц с произвольным диаметром <1 выражения по двум моделям осаждения „

9а - ГУ0 ы/ао> • <19

Если известна функция массового распределения частиц по размерам то полная эффективность осаждения полидисперсной пыли может быть найдена путем интегрирования по всем диаметрам частиц.

Так для пыли, подчиняющейся ЛНР, справедливо выражение

1п2и/с1 Г

чСс1) сЦй) = -——- охр

1п $ тНПг

2 1пг р

<1(1ги1). (21

Тогда пп такой пыли определяется из уравнений

9п » 1 - / [1 - С<1/(10)2] чи) аса.), (22

Л-1 "7(1 - 4 (23

о

Экспериментальная проверка предложенных математических зависимостей проводилась на моделях циклонов I и П со спиральными- оевдитель-кими каналами переменной высоты . Геометрические размеры I канала: 15°, Ь = 0,016 м, И0 - 0,055 м, Кг - 0,075 м, р - б гг; П какала: сЛ= 30°, Ъ = 0,015 м, ио«0,оЬ5м, ги-0,07м, <р » 6 тт.

Исследовано осаждение пыли трифолина (р »4500 кг/м3, й0 =5,146 мкм, 1п Р '0,3734) и пигмента красного антрахинонового (р«=ПЗО кг/м3,

"3,632 мкм, Р =0,4374) из газовых потоков с запыленностью с = 10^0,5 г/и? при скорости газа на входе от 3 до 30 м/с.

Расход воздуха устанавливался по откалиброваниой диафрагме, подача пыли в испытуемый циклон производилась секторным питателем с регулируемым числом оборотов. Эффективность осаждения определялась по количеству поданной в циклон и унесенной из него пыли, уловленной в контрольном фильтре. Для определения фракционной эффективности, осаждения (уноса) пыли с помощью оптического сканирующего микроскопа "Миллипор" определялось счетное распределение по размерам частиц исходной и унесенной пыли, на основе которого рассчитывалось массовое. Объем выборки, обеспечивающий 93^-ну» надежность и точность воспроизведения характеристик распределения частиц по размерам,принят от 500 до 1000 частиц.

Предварительно были исследованы гидродинамические характеристики циклонов I и П /14/. Для этого при скорости воздуха на входе в какал от 0,8 до 43 м/с фиксировалось с помощью дифманометра гидравлическое сопротивление циклона. Экспериментальные данные, обработанные в виде зависимости Ей (Ие) з логарифмических координатах приведены на ри:с. 2.

с р

НеВх

Рис. 2. Гидродинамические характеристики циклонов I и П

На графиках отчетливо.» выделяются ламинарный и турбулентный режимы движения потока, соответствующие разработанным математическим

моделям осаждения твердых частиц из газового потока, йараметры с и р аппроксимации экспериментальных данных уравнениями вида

Ей « о Пор (24'

'и критические значения и Поц» при которых происходит смена

гидродинамических режимов течения в циклонах I и П, также приведены на рис. 2. Они. могут быть использованы для управления гидродинамиче( ким режимом работы геометрически подобных промышленных аппаратов.

Произведена также оценка вкладов различных составляющих в- общий коэффициент сопротивления % в турбулентном режима по известным в-литературе формулам. Для циклона I коэффициенты сопротивления соста] ляют: но трение о стенки канала £,=0Дб, при расширении потока 0,10, при повороте потока »ОДО, на входе в центральную трубу 0,34, на трение в трубе -0,-13. Для циклона П эти коэффшиенты соответственно равны:// «0,03, $г »0,39, $3 -0,30, ^ »0,90, ¿у »0,29

Экспериментальные значения эффективности осаждения трифолина и го мента красного антрахинонового при различных скоростях газа предс'та лены на рис. 3. в виде точек, где также приведены рассчитанные по двум моделям осаждения теоретические зависимости ^ £ (и) : кривая - по (22), кривая ъ - по (23).

10 20 30 . 40

и, .м/с

Рис. 3-. Экспериментальные и расчетные эффективности осаждения пыли Теоретические кривые с ростом скорости сначала быстро поднимаете вверх, затем рост замедляется, при огом кривая, соответствующая пер пой подели осаждения, располагается выше, что свидетельствует о пол жительном влиянии ламинарипации потока на процесс осаждения пыли.

Ъ

Экспериментальные точки при невысоких скоростях располагаются вблизи кривой а , соответствующей первой модели осаждения, при высоких -вблизи кривой ь, соответствующей второй модели. При-отом переход наблюдается в интервале значений Ев» близком к йвц. Таким образом, результаты по эффективности, осаждения хорошо согласуются с гидродинамическим режимом работы аппарата, что позволяет сделать вывод об адекватности теоретических моделей реальному процессу осаждения.

С другой сторони описанная картина обуславливает тот факт, что эффективность осаждсния пыли в спиральном канале п широком диапазоне скоростей газа (12-33 м/с на входе в канал) сравнительно устойчива (для исследованных циклонов и пылей - на уровне 90-95$)• Это косвенно свидетельствует о характерном для спирального канала отсутствии радиального перемещения потока; для противоточных циклонов максимальная эффективность достигается в узком интервале скоростей газа, после чего резко уменьшается за счет радиального уноса пыли.

Полученные результаты позволяют заметить также, что ^ п при постоянных геометрии канала и характеристиках потока газа в значительной степени зависит от параметров распределения частиц пыли по размерам: чем шире распределение, тем меньше уп.

Сравнивая фракционный состав исходной и унесенной пыли и учитывая полную эффективность осаждения, можно оценить вклад отдельных фракций в общий унос и фракционную эффективность осаждения:

1 -

Ш1.УИ

1 Ш1 = Р1,уя ' ( 1 "»а >■

(26)

Наглядное представление о приближении экспериментальных точек с учетом их статистической значимости к первой модели осаждения частиц трифолина из газового, потока при йе -< в спиральном' канале I дает рис. Ь (логарифмически вероятностные координаты).

а Рис. Интегральные кривые

/ массового распределения по раз-

мерам исходной пыли трифолина (а) и пыли уноса (относительно исходной), рассчитанный по>'пер-вой (ъ) и второй (о) модели осаждения; о - экспериментальные значения в циклоне I при и = 11,63 м/с

3 третьей главе предложен и экспериментально апробирован ноаы1 способ организации движения газового потока в противоточном циклоне с перфорированной камерой. Камера выполняет роль организатора поток в циклоне: разделяет и стабилизирует нисходящий и восходящий вихре вые потоки, перфорация варьирует гидравлическое сопротивление шюо на. На основе этого способа разработана и оптимизирована новая коне рукиия циклона /10/. Характерные размеры испытанных моделей циклона модифицированного введением в корпус эквидистантных соосных перфори рованных камер, приведены на рис. 5.

1 23456789

С', ми 135 125 Ю5 75 75 75 75 45 45 ъ\ ни 150 60 60 о О о о о с н! ии 250 240 240 210 210 210 210 110 11С нм 45 30 15 15 15 15 15 15 15 0=135, ь»150 ,11=250, <1=60, <1^=45, 1=110, О.Ь.Н,^, 1»сопг Бпер,Я О 41,0 за,9 36,0 30,0 50,7 14,1 34,6 О _ П'/П 1 0.925 0.778 0.556 0,556 0,556 С\55б 0.333 ЦЗЗЗ

Рис.5. Размеры моделей циклона с перфорированным организатором пото Для описания гидродинамической картины течения потока газа в моделях циклона использован метод подобия. Ламинарный, турбулентный и переходной режимы движения потока описаны степенными критериальными зависимостями (21)). Ниже приведены вычисленные из экспериментальных данных по методу наименьших квадратов параметры с и р, а также координаты граничных точек переходной области:

Модификации циклона :

1

о

Еи^

с2 Рг

Кви

Ей, с3

рэ

"II

21 907 0,8682 7 154 9,901 96,33 0,2563 16 621

7,977 9,035 0,01 за

17 675 5 070 0,8770 0,7730 а 885 99 Э2о 6,088 4,779 642,85 636,24 0,5125 0,5315 28 892 28 454

3,326 2,730 7,786 6,535 0,0328 0,0851

9 644

0,8226

6 978

6,643

722,16

0,5290

21 464

3,663 6,63(3

0,0596 17

10 716

0,0370

7 209

6,323

479.34

о,4а"2

23 788

3,535 6,7Ь4

0,0644

12 488

0,8584

5' 858

7,282

1023,0

0,5700

29 378

2,905 в.Зи^З

0,1028

27 525 0,9003 7 480 8,481 268,2 0,3846 19 226

6,037 13.329 и,1)818

36 882

0,9283

7 480

9,348

85,09

0,2476

21 675

7,184 16,417

0.0828

с

1

Из таблицы видно, что любая из испытанных перфорированных камер способствует ламинаризации потока в переходной области (в циклонах 2-7 |р| близок к 0,5), в то время как противоточные циклоны 1,3,9 с разная формой выходного патрубка имеют более высокую степень турбулентности в переходном режиме ( |р| близок к 0,25).

Эффект действия перфорированной камеры можно характеризовать отношением критерия Эйлера в автомодельной области для модифицированного' циклона и аналогичного значения для базового циклона i (ец/й^).

По убыванию гидравлического сопротивления испытанные модификации циклона 1 располагаются в такой ряд:

циклон g i о 7 4- 5-. -2- б 3 Eu/EU! 2,03 1 0,90 0,76 О,46 0,44 0,42 О,36 0,34 Сравнивая гидравлическое Сопротивление циклонов с разной sn9p при D /D»0,556, видим» что минимум сопротивления достигается при 40-50$ перфорации, т.е. увеличивать snGp более этай величины нецелесообразно.. При одинаковой степени перфорации; минимум гидравлического сопротивления достигается при d '/d в интервале 0,5-0,9.

Для режимио-конструктианай оптимизации циклона с перфорированным организатором потока использованы экспериментально-статистические методы описания процесса осаждения. Выходным фактором оптимизации бы-, ла эффективность осаждения 9»у пыли 1,8-хнскла ( dq=l2 мкм, infi" = 1,197). В качестве основного независимого- технологического фактора, определяющего эффективность осаждения и режим движения потока в циклоне, принята объемная скорость воздуха '.v = х1 через циклон. В качестве второго независимого геометрического фактора принята отношение диаметров перфорированной камеры и циклона d'/d « х2. Нулевые значения переменных и шаги вг рьирования соответственно равны =* = 70, ЛХ1 » 30 м3/ч; Х2о = 0,556, Ах2 - 0,222 (циклоны 3, 4, 8).

По результатам реалпзации'композицианного ортогонального плана второго порядка получено; уравнение регрессии вида

у =» bQ + + + ^12х1х2 + ^22х2" (27)

Проверка адекватности уравнения произведена по критерию Фишера. Для запыленности газа 0^1, с2=11, • с3=21 г/м3 значения коэффициентов регресии, а также координаты максимума целевой функции и ее

С Ъо Ь1 ь2 ь12 • *11 • Ь22 D'/Don± wonf

1 95,78 -0,50 -1,57 1,27 -2,23 -2,73 0,482 63,7 96,Г

11 97,70 -0,67 -1 ,28 0,65 -2,40 -3,05 0,505 64,9 97,9

21 90,48 -0,12 -0,72 0,60 -1,78 -2,78 0,526 68,3 98,5

Зидно, что й /б ;: .7 мело зависят от1 зходной запы-

ленности потока: организатор потока с зтнсизнигм d'/d ■ (0,43-0,53) при ° =1-21 г/:Г -л ".V =53,7-53,3 м^/ч обеспечивает- 55,1-93,52-ну:о ■эффективность осахдения пыли 1,3-^нс^Га против 91,3-95,4« з базовом циклоне i. Причем гидравлическое сопротивление модифицированного циклона з два раза меяызе, чем базового.

•Таким образом, чисто эмпирическое изучение поверхности отклика г} - £ .(w.d'/D) дало'интересные результаты, которые, с нашей точки зрения, имеют следующий физический смысл: найденное оптимальное значение D'/d соответствует пограничной зоне между внесшим и внутренним потоками в: циклоне. Механическое разделение: потоков с помощью i жесткой перфорированной стенки уменьшает нестационарные колебания движущихся вниз и зверх вихрей, снижает, захват твердых частиц из внешне£р потока внутренним и тем самым увеличивает эффективность осаждения пыли з циклоне. Этими :¡ce факторами можно объяснить и минимум гидравлического, сопротивления. 3 литературе эта зона известна под названием "зоны с нулевой вертикальной скорость»" и по опубликованным данным характеризуется отношением D7d=(0,43-3,70). Устанавливать перфорированные камеры на .чалом расстоянии от стенки цик-лака, кал о та предлагают !(озальский и др., нецелесообразно, так как это резко снижает эффективность осаждения пали (до 54,9;» при V/ = 40 м /ч, с » 1 г/'.Р, d'/d »0,925 з циклоне 2).

Реализация ортогонального плана первого порядка с перемениumhXj =■ ■ W (Vía 100, 70, 40 м3/ч) И Х2=с (с=21, 11-, , 1 р/м') позволила распс-ложить„испытакные циклоны по. убыванию средней достигнутой эффе/.тив-нас'ти осаждения пыли в ряд: .'59, '¿7, 54, .'S3, .'55, 51, );в, ИЗ, .'¿2.

Рассматривая положение циклонов: №4-7 с близким к оптимальному значению d /d »0,556 з отом ряду, можно сделать вывод, что с точки,, зрения достижения более высокой эффективности осаждения, имеют преимущество формы перфорации, равномерно распределенные по боковой поверхности организатора потока, например круглые в циклоне 7 или квадратные в циклоне 4, расположенные в асхматном порядке, но не длинные вертикальные щели, как в циклоне 5 и 5. С точки зрения достижения низкого гидравлического, сопротивления, форма перфорации при Snap-conat не имеет значения: циклоны 4 и 5 имеют одинаковые £ . Эффективный циклон 9 с удлиненным зцходным патрубком имеет гидравлическое сопротивление з три и шесть раз больше, чем циклоны 7 и 4.

Для наиболее эффективных циклоноп 4 и ,7 с низким £ , а также для базового циклона i был реализован ортогональный композиционный план

второго порядка bo

1 94,20 4 97,56 7 98,52

получены уравнения регресин с коэффициентами

Ъ1 -1,967 -0,033 -о,зоо

"2 2,650

1 ,500

0,633

11 -3,503

-2,198

-0,733

22 -0,252

-0,298

-0,132

"12 1,325

0,250

0,350

. Максимальная эффективность, достигаемая а эт:м циклонах, равна 99,4% (4), 99,3^ (7), 94,5 (1).

Более общим. Чем эффективность осаждения, критерием оденки; работы .циклона может служить удельный расход энергии на единицу массы осажденной пыли. Так как общий расход энергии на. перемещение газа равен Е » Д н v/i а масса уловленной пыли равна л ^ с '1, то удельный расход энергии в = Е/т = АН/ ц с . При постоянной с удельный расход энергии пропорционален отношению Ли/ i?, которое является функцией w. Экспериментальные данные в координатах lg (Дн/ij-)- lg w, рис. 6, "хорошо» описываются прямыми линиями, наклон котор>|х резка меняется при Определенной величине W м^/ч), соответствующей началу развитого турбулентного течения потока газа ( Кец Э.Таким образом, аналитически эту зависимость можно описать уравнением

áH / r> = a. W

(28)

Найденные показатели степени ъ для разных циклонов близки между собой (прямые параллельны), но в турбулентной области Ь больше, чем в .ламинарной, т.е. при турбулентном режиме удельный расход энергии быстрее увеличивается с ростом w, чем в ламинарном. Ниже всех располагаются прямые для циклона который, таким образом, является наиболее выгодным с точки зрения затрат энергаи на осаждение пыли.

Рис.6. Зависимость ^H/9=f(w) при осаждении 1,8-XHCKNa в'циклонах 1 ,-4, 7: о , А, у - с -

=» 1 т/п?'\ • ;ж,Т - с = 21 т/м?

"°.5i,0

3 четвертой главе предложена методика инженерного расчета-спирального пнлеосадительного .канала циклона новой конструкции /Я/ с помощью номограмм.

Для практического расчета необходимо знать эффективность осаждения в выходном сочснии канала, для которого, исходя из (15) и (15), получаем для монодисперсных частиц

7даи Угура '

° "дам ' НС

1 - «Р С-'\ур<* ' V'

где и0 = |р /г тг; Идин, Мяурб - эффективное число оборотов рольного канала по первой и второй модели осаждения. !1дим л '{хурб могУТ йить рассчитаны по уравнениям: Хп (л - 1) ГА

(29)

(30) спи-

:,ЛОН = 2А

' турб

4А2 - 1

(А - 1) ГА + (Н + 1)1

(л + 1) [а - (¡1 + 11] '

1п (2М4 1)2( Л2-1) + 2а 1а (А-1) Га+(Н+1>)

Г

(л+ 1) Га -(н +1)].

(31)

(32)

Г = ь0 / •п' к Ь- гсэмет-

гдо Н - фактическое число оборотов канала; ричсский параметр канала; д * ■/ (н + 1 )2 + г •

Для удобства практических расчетов построены таблицы и номограммы,

г'хурб

по величинам 11 и

Рис. 7. Номограмма для определения эффективного числа оборотов, н эфф спирального канала по первой модели осаждения (пунктирные линии) и по второй модели осаждения (сплошные линии) при известно^ числе фактических оборотов канала и и разных значениях геометрического параметра *

При этом У/хай я йтур5 с "пели-чением л сначала растут, а затем, проходя через максимум, подают. С увеличением £ максимум на кривых сметается а сторону бо'льших И. При средних значениях Г максимум наблюдается при н « 3-4.

Увеличить эффективное число оборотов канала можно, увеличивая отношение Ь0/Ъ или уменьшая угол расширения канала. Другая -возможность - уменьшение ширины канала по мере увеличения его высоты, что приводит к уменьшению н

Эффективность осаждения полидисперсной пыли 9 п в конкретном спи-

опльном канале зависит фактически от двух переменных:

9 п - г С 9 о , 1п„0 ). (33)

Для упрощения практичзсгих расчетов построены таблицы и номограммы, рис. 3, которые могут применяться при определении эффективности осаждения заданной пыли л известном канале, так и: при решении обратной задачи: расчета основных геометрических размеров аппарата, обеспечивающего заданную эффективность осаждения частиц пыли.

при известных эффективности осаждения г}0 частиц со среднегеометрическим диаметром л0 и среднем квадратичном отклонении диаметров

0СН03Н1£ РЕЗУЛЬТАТА Я ЗШОДМ

✓

1. Изучены типичные схемы образования и осаждения пылей з производствах органических красителей. Выявлены особенности з эксплуатации оборудования, объясняющие высокий уровень выбросов пыли з атмосферу; описаны недостатки альтернативного способа повышения эффективности осаждения мелкодисперсных гидрофобных пылей. в системе циклон-скруббер вредениек разработанных смачивающих .составов.

2.'Предложена классификация органических пылей по технологическим характеристикам - показателям токсичности, взрызаемости и смачиваемости. Выделены четыре основных техно логических, класса пылей, предложены обобщенные рекомендации по выбору технологии их осакденш

3. Изучены свойства органических пылей диспергационного я конденсационного происхождения, обсуждена важнейшая характеристика пылей - дисперсность и использованные методы ее анализа. Показана применимость ЛНР к типичным пылям конденсационного и диспергационного происхождения, выбранных в качестве объекта исследования, а также закона Стокса при изучении осаждения пылей в новых циклонах.

'I. Систематизированы сведения о создании оригинальных центробежных пылеуловителей, выявлены перспективные способы организации движения потоков в них, в том числе в спиральных и протизоточных шклона

5. Разработаны математические модели для описания процесса осаждения монодисперсных стоксовских сферических частиц из ламинарного и турбулентного потока газа в спиральном канале постоянной высоты. Зыведено дифференциальное уравнение процесса при распределении скорости газа по сечению канала по закону иг3- сош^. Получени аналитические решения для а = 0; 0,5; -1 .Составлены программы для численного расчета эффективности осаждения при произвольных э э»1).Нп основе полученных результатов оценено влияние различных факторов на осаждение частиц. Получени выражения для расчета эффективности осаждения монодисперсных частиц в канале переменной высоты.

3. Приведены аналитические зависимости для расчета полной эффективности осаждения или уноса полидисперсной пыли при известном массовом распределении частиц по размерам, в том числе описываемом ЛНР, а также фракционного состава пыли уноса, если осаждение их происходит л спиральном канале постоянной или переменной высоты при заданных геометрических и технологических параметрах.

7. Проведены экспериментальные исследования гидродинамики газового потока з спиральном канале переменной высоты. Чайценц паро:ет-ры критериальной зависимости Ей = сКе'Р з ламинарном, пере-

ходном и турбулентном режиме течения. Определены критические точки. Экспериментальные данные по фракционному составу уноса и эффективности осаждения полидисперсной пыли из газового потока при различных режимах течения хорошо согласуются с расчетными значениями по соответствующе!! модели осаждения. Оценен вклад различных составляющих (на трение, расширение, изгаб) в общее гидравлическое сопротивление спиральных ЦИКЛОНОВ. I

9. Составлены таблицы и номограммы для определения эффективного числа оборотов спирального канала по его геометрическим характеристикам, а также полной эффективности осаждения полидисперсной пыли по характеристикам ее ЛИ?. Они могут служить основой инженерных методов расчета спиральных аппаратов.

9. Предложен и экспериментально апробирован новый способ организации движения газового потока в противоточном циклоне путем установки эквидистантного перфорированного организатора потока в зону раздела «исходящего и восходящего вихрей, что уменьшает сопротивление циклона и радиальный упос пыли. Циклон оптимизирован с использованием ортогонального планирования экстремальных экспериментов. Получены уравнения регрессии второго порядка, определяющие взаимосвязь технологических, геометрических параметров и эффективности осаждения пыли. Найдены координаты оптимума осаждения. Экспериментально изучены и описаны степенными критериальными зависимостями ламинарный, турбулентный и переходной режимы течения . Определены координаты граничных точек переходной области. Дана кошчественная оценка эффекта действия организатора потока на коэффициент сопротивления Циклона в автомодельной области течения потока.

10. Предложен критерий для оценки работы циклона по осаждению пыли - удельный расход энергии на осаждение единицы массы пыли. Проведено сравнение циклонов и режимов их работы с точки зрения полезно используемой оперши.

11. Результаты проведенных исследований, а именно: новые конструкции аппаратов по а.с. 374207 и 957322, результаты их режимно-кон-структивной оптимизации, приняты к внедрению и проектированию на Рубежанском объединении "Краситель" и Пермском химическом заводе. Снижение ущерба от загрязнения окружающей среды органическими пыля-!мн составляет 79 ООО рублей в год.

Зоночнул условные v.Sr,3 :a'i.-;:!-.n: а = Ь/ 2ir; Ь- аирана спирального кинила; co,ü2' сс,6з' с0 ~ концентрация частиц пили в цент ре трубы и характерных, течках продля (индекс - относительная коор. динатз з радиальном направлении); d - диаметр частицы; dQ - средний геометрический диаметр частицы; d|nin - наименьший диаметр полностью осаждаищихся частиц по первой модели осаждения; f = h0/iricb геометрический параметр спирального канала; u, h0 - высота канала в произвольном сечении и на входе в канал; k » tg tf; Infi- -среднее квадратичное отклонение логарифма диаметров частиц; m - масса частицы; п^ - масса частиц i-ovl фракции; М - общая масса всех фракций; п - число частиц на единицу объема газа; п „ - то же на входе в канал; и = р / г -а !!0 = /2-п"; I^- массовая доля частиц 1-ой фракции; г - расстояние от центра спирали (радиус-вектор} r1f г2, гор - радиус внутренним, внешний и средний в произвольном сечении спирального хапала; П-j, I<2. Rcp - то -ке во входном сечения; snop - относительная площадь перфорации; а - показатель степени уравнения ur°= conat, t - время; u - тангенциальная cki рость газа; u0 - скорость газа но входе в канал; 'Н - объемнея ско рость газа; w0 - влаго со держание пасти; х - удаление частицы от внутренней стенки канала; Xj_> - значения независимых перемен ных в абсолютнцх и относительных единицах; oi - угол расширения сш рального канала; ¿и - гидравлическое сопротивление; эффективность осаждения; ij1f ij2 - объективность осаждения по первой и вто рой модели; т} - фракционная и полная эффективность осаждения частиц; - эффективность осаждения частиц с диаметром d„; /t -коэффициент динамической вязкости; р - плотность частиц; -г - время релаксации частицы; Тсм - время смачивания частиц; <р - уголу поворота произвольного сечения спирального канала относительно зхо ного; <р о - угол, соответствующий полному осаждению частиц по первой модели.

Критерии: Рейнольдса Ее = u d р/р- , Эйлера Ей = /И / р и2. Индексы: ч - частица, ул - унос, дом - ламинарный, - турб}

лентный, опт - оптимальный, шах - максимальный. Сокращения: ЛНР - логарифмически нормальное распределение, KD - кс эффициент опасности, НПЗ - нижний концентрационный предел взрывает

Основно'с содержание работы изложено в следующих публикациях:

I. Сстришко Н.1>. О центробежных пылеуловителях ПО "Храситель" и во можных путях интенсификации их работы. - 3 кн.: Методы очистки га:

вых выбросов химических производств от органических соединений и утилизации уловленных продуктов. Зсесоюз. науч.-техн. совещ. Тез. докл., Черкоссы, 1932, с.32-34. 2. Беляеза Н.5., Перепелкин И.Б. Определение эффективности промышлаиного пылеуловителя по профилю концентрации частиц пыли. - Хим. пром., 1936, Ю, с.179-131. 3. Остришко H.i., лвлини-.ченко О.В. Совершенствование системы улавливания мелкодисперсных органических пигментов. - 3 кн.: Синтез и промышленное применение красителей и промежуточных продуктов. Зсесоюз. науч.-техн. конф. Тез. докл., Рубечное, IS3I, с.153-159. Л.С. 732335 (СССР). Способ получения вн-пускной формы термостойких ■ рганических пигментов (З.И.Тихонов, А.Р. Яку-'^а, ЗЛ.Пороз, З.Л.Ло^елеэ, И. ЧОстрцкко и пр.). - Опубл. в Б.Ч., 1930, ¡.47. 5. A.C. 555 )51 (СССР). Состав для улавливания пыли красителей и пигментов (О.Э.Калиниченко, Л,Л .Пушкина, 3 Л.Мороз, Н.''S.Остришко и пр.). - Опубл. з Б.И., 1933, ¡65. 5. Беляева il.i>., Перепелкин Л.Б. Беляев П.Г. Состав для улавливания мелкодисперсной гидрофобной п,-та. Положительное решение от 29.II.1939 по заявке '4525'й2/23-2о. 7. Беляеза Н.5.,' Беляев П.Г., Перепелкин И.Б., Сажин Б.С. Центробежные пылеуловители в СССР. Обзорн. ичформ. Сер. Охрана окружающей среды и рациональное использование ресурсов. !■!., Н'ЛИТЭХНМ, 1935, 6(57), 31 с. 3. A.C. 997122 (СССР). Ц1 :глон для очистки газа от пыли (Н Л.Остриоко, Е.А.Боцман, Л.З.Беэгубзнко и др.). - Опубл. в Б.П., 1933, '57. 9. ilify-ба Л.Р., Остришко ПЛ., '{узыглн И.'!'., Алексеев В.iL /лавливание дисперсных материалов в многоступенчатых циклонах. - Хим. прон., 1930, 57, с.'432-«3. 10. A.C. 374207 (СССР). Цюон ь.о отри шко, А.Л.Бу-ханько, С.З.Сазчниич) . - Опубл. в Б.!!., 1931, ¡?39. II. Я куба А.Р., Зуган Б.'Л., истряико Н.Ф. Оценка фракционной эффективности вихревых пылеуловителей и циклонов. - В кн.: Современные мпиины и аппараты химических производств. Химтехника-ЗЗ. Тез. докл., Тпа'кент, 1933, ч.У; с.17-19. 12. Остришко Н.Ф., Я.чуба Д.Р. ВысояоэффогставньЯ спиральный циклон с улучшенной гидродинамикой дэлжения потока. - В кн.: Путл оо-вершенсповоиия, интенсификации и повшеши надежности аппаратов в зс-нознол хи"чи. Зсэсоюз. науч.-техн. соязп. Тез. докл., Сучи, I932, чЛ, с .£05. П. Белязза ПЛ., Пелчев П.Г., Перепелкин И.о., Сажин-Б .0. '.'сочедоз*)":« процесса осаждения чоно- н подядясперсшк твердых час тип Iiп газоso го г.огэка в спирвлъчо!' канале. - Хим. я ц»ф? , чаи., IS'39, >3 , с.35-33. Г». Белчезк ЧЛ., Переполни Л.Б., Не.тяе'ч П . Г. После до'.'чнин гядсодянагшкя и процесс,а осаждения по лидисперсной пили в спчральних

¡•/i'.n.'.nx [!":': .'ПчЪч пксотч. - 3 кн.: Пэшгсз'т о Т:ЯКТПЧНОСТИ , СО"ЗОТСН-

чг пиееоэ я пг.пзрзтоэ хпчччесг.их ппмизлодстэ. УП Республ. » кон!!.'Тез.'-^хл., чЛ., Дъаоз, 1931, с.5-5.