Удосконалення газоочисного устаткування для зменшення забруднення довкілля неорганічним пилом

Abstract

У дисертації досліджено процеси пилоочищення в апаратах для очистки від неорганічного пилу та обгрунтовано доцільність застосування ступеневого жалюзійного відокремлювана з певним розташуванням жалюзі для підвищення ефективності. Уперше побудовано нову математичну модель руху частинки пилу при її русі в пиловловлювачі зі ступеневим жалюзійним відокремлювачем. Уперше побудована тривимірна модель циклонного апарата з жалюзійним відокремлювачем та проведено її числовий аналіз. Досліджено гідравлічний опір, ефективність роботи, розподіл статичного тиску в сепараційній зоні пиловловлювача експериментальним шляхом та за допомогою комп’ютерного моделювання. Розроблено чотири конструкції пиловловлювачів із секційним жалюзійним відокремлювачем та описано рекомендовані співвідношення їх геометричних розмірів, розміщення жалюзі у відокремлювані і технологічні параметри процесу очищення повітря. Результати дисертаційної роботи впроваджено на підприємствах обробної галузі. Матеріали дисертації викладені в тридцяти чотирьох наукових публікаціях.

В диссертации исследованы процессы пылеочистки в циклонах и обосновано целесообразность применения секционного жалюзионного отделителя для повышения эффективности улавливания пыли. Построена новая математическая модель движения частицы пыли в пылеуловителе с жалюзионным отделителем, посредством реализации которой построены траектории их движения в нем в зависимости от их медианного диаметра. Установлено, что критический диаметр улавливаемых пылевых частиц снижается с 6,5 до 3,2 микрометра. Исследовано гидравлическое сопротивление, эффективность очистки воздуха от пыли, распределение статического давления в сепарационной зоне исследуемого пылеуловителя экспериментальным путем и с помощью компьютерного моделирования. Проведен сравнительный анализ искомых параметров с аппаратом-прототипом, обоснованы преимущества использования секционного жалюзионного отделителя с точки зрения аэродинамических особенностей такой конструкции. Впервые построена трехмерная модель циклонного аппарата с жалюзионным отделителем и проведен ее числовой анализ с помощью уравнений Навье-Стокса и методов конечных элементов. Результаты математического моделирования, задействованные при компьютерном анализе трехмерной модели, продублированы на стандартном экспериментальном стенде для сравнительных испытаний пылеуловителей в соответствии с «Елиной методикой сравнительных испытаний пылеуловителей». Установлено, что использование жалюзионного пылеотделителя не снижает перепада статического давления между осыо и периферией аппарата, но влияет на его распределение в сепарационном пространстве, снижая перепад давления между стенкой аппарата и жалюзионным пылеотделителем, что позитивно влияет на процесс сепарации. Проведены сравнительные испытания полупромышленного образца пылеуловителя на дробеметном и пескоструйном оборудовании. Установлены высокие показатели эффективности и невысокое гидравлическое сопротивление при использовании пылеуловителя с жалюзионным отделителем для очистки воздуха от пыли на небольших скоростях подачи пылевоздушной смеси. Разработаны конструкции передвижных пылеуловителей со ступенчатым жалюзионным отделителем, описаны рекомендуемые соотношения их геометрических размеров и технологические параметры процесса очистки потока воздуха. Результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях обрабатывающей отрасли.