§ 1. Охлаждение газов подмешиванием атмосферного воздуха

Температуру смеси газа и охлаждающего его воздуха находят из уравнения баланса тепла процесса смешения:

М_гс_гТ_г + М_вс_вТ_в = (М_г + М_в)с_смТ_см, (17.1)

где М_г и М_в — массовые расходы газа и воздуха, кг/с; с_г, с_в и с_см — удельные теплоемкости соответственно газа, воздуха и их смеси, Дж/(кг·К); Т_г, Т_в и Т_см — температуры газа, воздуха и их смеси, °С.

Учитывая, что с_г≈с_в≈с_см, температура смеси будет равна

Т_см=(М_гТ_г + М_вТ_в)/(М_г + М_в). (17.2)

Количество воздуха, которое нужно ввести в горячий газ для получения требуемой температуры смеси Т_см, равно

М_в = М_г(Т_г - Т_см)/( Т_см - Т_в). (17.3)

Так как газоходы технологического агрегата обычно находятся под разрежением, подсос воздуха осуществляют просто через открытый патрубок, установленный на газоходе и снабженный шибером для возможности регулирования количества подсасываемого воздуха вручную или автоматически. Охлаждение газов подсосом воздуха очень неэкономично, так как значительно увеличивает объем смеси газов, что обусловливает необходимость увеличения размеров газоотводящего тракта, газоочистки, дымовой трубы, а также мощности дымососа. Поэтому этот способ применяют только тогда, когда необходимо немного доохладить газы, например перед поступлением в тканевые фильтры.

В находящихся под разрежением газоотводящих трактах (от технологического агрегата до дымососа) всегда есть неплотности, через которые происходит неорганизованный подсос воздуха. Этот подсос ухудшает работу аппаратов газоочистки и увеличивает энергозатраты на транспортировку газа. Иногда только за счет уплотнения газоходов можно существенно повысить эффективность работы газоочистных аппаратов.

Если в газах присутствуют прочие компоненты (чаще всего СО), подсосы воздуха, с одной стороны, могут способствовать дожиганию горючих составляющих, а с другой — охлаждать продукты сгорания. В этом случае место подсоса воздуха должно быть выбрано так, чтобы исключить возможность образования взрывоопасных смесей.