Практичне завдання № 4,5
Вибір і розрахунок коштів за пилегазоочістке повітря
Варіант № 16
1. Підібрати циклон, що забезпечує ступінь ефективності очищення газувід пилу не менше (= 0.87
Циклони призначені для сухої очистки газів від пилу з середнімрозміром часток 10 ... 20 мкм. Усі практичні завдання з очищення газів від пилуз успіхом вирішуються циклонами НІІОГАЗа: циліндричним серії ЦН і конічнимсерії СК. Надмірний тиск газів, що надходять у циклон, не повинноперевищувати 2500 Па. Температура газів, щоб уникнути конденсації паріврідини вибирається на 30 ... 500С вище температури точки роси, а за умовамиміцності конструкції - не вище 4000с. Продуктивність циклону залежитьвід його діаметра, збільшуючись із зростанням останнього. Циліндричні циклонисерії ЦН призначені для уловлювання сухого пилу аспіраційних систем. Їхрекомендується використовувати для попереднього очищення газів при початковійзапиленості до 400 г/м3 і встановлювати перед фільтрами таелектрофільтри.
Конічні циклони серії СК, призначені для очищення газів відсажі, мають підвищену ефективністю в порівнянні з циклонами типу ЦНза рахунок більшого гідравлічного опору. Вхідна концентрація сажіне повинна перевищувати 50 г/м3.
Вихідні дані:кількість очищуваного газу - Q = 1.4 м3/с;густина газу при робочих умовах - (= 0,89 кг/м 3;в'язкість газу - (= 22,2 (10-6 Н (с/м2;щільність часток пилу - (П = 1750 кг/м3;щільність пилу - dП = 25 мкм;дисперсність пилу - lg (п = 0,6;вхідна концентрація пилу - СТЗ = 80 г/м3.
Розрахунок: задаємо типом циклону і визначаємо оптимальну швидкість газу (опт,в перетині циклону діаметром Д:
Виберемо циклон ЦН-15, оптимальна швидкість газу, в якому
(опт = 3,5 м/с.
Визначаємо діаметр циклону, м
Найближчим стандартним перерізом є перетин в 700 мм.
За обраному діаметру знаходимо дійсну швидкість газу в циклоні,м/с
м/с,де n - число циклонів.
Обчислюємо коефіцієнт гідравлічного опору одиночногоциклону:
де К1 - поправочний коефіцієнт на діаметр циклону;
К2 - поправочний коефіцієнт на запиленість газу;
500 - коефіцієнт гідравлічного опору одиночногоциклону діаметром 500 мм.
Визначаємо гідравлічний опір циклону:
Па
За таблиці 2.4 визначаємо значення параметрів пилу і lg ((:
Для вибраного типу циклону - = 4.5 мкм lg ((= 0.352
З огляду на те, що значення, наведені в таблиці 2.4, визначеніза умовами праці типового циклону (Дт = 0,6 м; (Пт = 1930 кг/м3; (т =
22,2 (10-6; (т = 3,5 м/с), необхідно врахувати вплив відхилень умовроботи від типових на величину d50:
мкм
Розраховуємо параметр x:
за табл. 2.5 знаходимо значення параметра Ф (x):
Ф (x) = 0.8413
Визначаємо ступінь ефективності очищення газу в циклоні:
Розрахункове значення (= 0,92 більше необхідної умови (
= 0,87, таким чином циклон обраний вірно.
Рис. 4.1 Циліндричний циклон
1 - корпус
2 - вхідна труба
3 - патрубок
4 - буннер
2. Розрахувати ефективність застосування скрубера Вентурі для очищеннявід пилу виробничих викидів.
Скрубери Вентурі знайшли найбільше застосування серед апаратів мокроїочищення газів з осадженням частинок пилу на поверхні крапель рідини. Вонизабезпечують ефективність очищення 0.96 ... 0.98 на пилях із середнім розміромчастинок 1 ... 2 мкм при початковій концентрації пилу до 100 г/м3. Питомавитрата води на зрошення при цьому становить 0.4 ... 0.6 л/м3.
Вихідні дані:
Забруднювач - конвекторних пил В = 9,88 (10-2; n = 0,4663
Щільність газу в горловині (г = 0,9 кг/м 3
Швидкість газу в горловині Wг = 135 м/с
Масова витрата газу Мг = 0,9 кг/с
Масова витрата зрошує рідини мж = 0,865 кг/с
Питома витрата рідини m = 1,5 л/м3
Тиск рідини (ж = 300 кПа
Щільність рідини (ж = 1000 кг/м3
Коефіцієнт гідравлічного опору сухої труби - = 0.15
Необхідна ефективність очищення від пилу не менше 0.9
Розрахунок:
Визначаємо гідравлічний опір сухої труби Вентурі,
Розраховуємо гідравлічний опір, обумовлене введеннямзрошує рідини,
Н/м2, де
ж - коефіцієнт гідравлічного опору труби, обумовленийвведенням рідини
Знаходимо гідравлічний опір труби Вентурі, Н/м2
Знаходимо сумарну енергію опору Кт, Паде Vж і Vг - об'ємні витрати рідини і газу відповідно, м3/с
Vж = мж/(ж = 0,865/1000 = 8,65 (10-4 м3/с
Vг = Мг/(р = 0,9/0,9 = 1 м3/с
Кт = 10662855 + 300 (103 (8,65 (10-4/1) = 10663114 Па
Визначаємо ефективність скрубера Вентурі
Ефективність скрубера Вентурі, отримана в результаті розрахунків
(величина), задовольняє заданій умові, тобто забезпечуєочищення газів від пилу з ефективністю не менше 0.9.
Рис. 2.1 скрубер Вентурі
1 - форсунки
2 - сопло
3 - пиловловлювач
(1 = 28 (;
(2 = 8 (; l2 = 0.15 (d2;
3. Визначити розміри, енерговитрати і час захисної діїадсорбера для уловлювання парів етилового спирту, що видаляються місцевим відсмоктуваннямвід установки знежирення за умови безперервної роботи протягом 8годин.
Метод адсорбції заснований на фізичних властивостях деяких твердих тілз ультрамікроскопічні структурою селективно витягувати і концентруватина своїй поверхні окремі компоненти з газового середовища. При розрахункувизначають необхідну кількість сорбенту, тривалість процесупоглинання, розміри адсорбційної апаратури та енергетичні витрати.
Вихідні дані:
Продуктивність місцевого відсмоктування - Lм = 250 м3/ч
Початкова концентрація спирту - З = 11 г/м3
Температура в адсорбер - tр = 20 оС
Тиск у адсорбер - Р = 9.8 * 104 Н/м2
Щільність пароповітряної суміші - (г = 1.2 кг/м3
В'язкість пароповітряної суміші - (= 0.15 * 10-4 м2/с
Діаметр гранул поглинача (активоване вугілля) - d = 3 мм
Довжина гранул - l = 5мм
Насипна щільність - (н = 500 кг/м3
Удавана щільність - (к = 800 кг/м3
Ефективність процесу очищення (= 0,99
За ізотермі адсорбції (рис. 3.1) і заданою величиною Со, г/м3, знаходимостатичну ємність сорбенту: (0 = 175 г/кг
Визначаємо вагова кількість очищуваного газу:
кг/с
Перекладаємо вагову статичну ємність сорбенту (0, в об'ємну (0 ':
кг/м3
Визначаємо масу сорбенту:
, кг,де К = 1.1 ... 1.2 - коеф. запасу;
(- тривалість процесу сорбції, с.
Вибираємо швидкість потоку газу в адсорбер W, м/с. Зазвичай фіктивнашвидкість пароповітряної суміші або швидкість, розрахована на повне перетиншару, вибирається в межах 0.1 ... 0.25 м/с. Виберемо W = 0.2 м/с.
6. Визначаємо геометричні розміри адсорбера. Для циліндричногоапарату:
- діаметр м
- довжина (висота) шару адсорбенту
м
Знаходимо пористість сорбенту
Розраховуємо еквівалентний діаметр зерна сорбенту:
м
9. Коефіцієнт тертя знаходимо в залежності від характеру рухупри Re
