Methodological bases for designing double-circuit closed air purification systems

Abstract

У статті розглянуті основні методологічні принципи проектування двоконтурних замкнутих систем очищення повітря від полідисперсного пилу. Ця система очищення має суттєву перевагу порівняно з її прямоточними аналогами, а саме − дозволяє уникати викидів у атмосферу не уловленої у апараті очищення частини пилу. Цей, переважно дрібнофракційний пил, уловлюється за рахунок багаторазового проходження потоку через уловлювач циркуляційного контуру. Тобто уникнення забруднення навколишнього середовища досягається за рахунок застосування нової схеми руху газового запиленого потоку, який підлягає очищенню. Запровадження інноваційної схеми руху потоку не дозволяє використовувати традиційні методи розрахунку, а отже метою статті є формулювання основних методологічних підходів до проектування двоконтурних замкнутих систем очищення. Показано, що проектування системи очищення має складатися з двох основних етапів. Перший − розрахунок експлуатаційних показників елементів системи. Він ґрунтується на даних про фракційний склад пилу (диференціальній кривій розподілу) і характеристиках уловлюючих апаратів та проводиться для основного режиму роботи системи (режим очищення) і завершального (режим вибігу). Запропонована методика розрахунку, на відміну від усіх існуючих, дозволяє отримувати значення показників очищення у динаміці. Другий – гідравлічний розрахунок системи, яка складається з основного і циркуляційного контурів. Розрахунок пропонується проводити за рахунок складання балансів потужностей кожного контуру окремо і завдяки цьому обґрунтовано підбирати для них стандартне нагнітальне обладнання. Розрахунок ґрунтується на гідравлічних показниках, які визначаються або за звичними гідравлічними співвідношеннями (довідниковими даними), або за отриманими під час досліджень і наведеними у статті графіками.

The article considers the main methodological principles of designing closed double-circuit systems for air purification from polydisperse dust. This cleaning system has a significant advantage compared to its direct-flow counterparts, namely, it allows avoiding emissions of dust not captured in the cleaning apparatus into the atmosphere. This, predominantly fine-grained dust, is captured by repeatedly passing the flow through the catcher of the circulation circuit. That is, the avoidance of environmental pollution is achieved using a new scheme for the movement of a dusty gas stream to be cleaned. The introduction of an innovative flow scheme does not allow the use of traditional calculation methods; therefore, the purpose of the article is to formulate the main methodological approaches to the design of two- loop closed treatment systems. It is shown that the design of a purification system should consist of two main stages. The first is the calculation of the performance indicators of the system elements. It is based on data on the fractional composition of dust (differential distribution curve) and the characteristics of the trapping apparatus and is carried out for the main operating mode of the system (cleaning mode) and the final one (run-out mode). The proposed calculation method, unlike all existing ones, allows obtaining the value of cleaning indicators in dynamics. The second is the hydraulic calculation of the system, consisting of the main and circulation circuits. The calculation is proposed to be carried out by compiling the power balances of each circuit separately and, due to this, it is reasonable to select standard injection equipment for them. The calculation is based on hydraulic indicators, which are determined either by generally accepted hydraulic ratios (reference data), or by the graphs obtained in the course of research and given in the article.