|
Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха (Безопасность жизнедеятельности)
Практическое задание №4,5
Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха
Вариант №16
1. Подобрать циклон, обеспечивающий степень эффективности очистки газа от пыли не менее ( = 0.87
Циклоны предназначены для сухой очистки газов от пыли со средним размером частиц 10…20 мкм. Все практические задачи по очистке газов от пыли с успехом решаются циклонами НИИОГАЗа: цилиндрическим серии ЦН и коническим серии СК. Избыточное давление газов, поступающих в циклон, не должно превышать 2500 Па. Температура газов во избежание конденсации паров жидкости выбирается на 30…500С выше температуры точки росы, а по условиям прочности конструкции – не выше 4000С. Производительность циклона зависит от его диаметра, увеличиваясь с ростом последнего. Цилиндрические циклоны серии ЦН предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов при начальной запыленности до 400 г/м3 и устанавливать перед фильтрами и электрофильтрами. Конические циклоны серии СК, предназначенные для очистки газов от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН за счет большего гидравлического сопротивления. Входная концентрация сажи не должна превышать 50 г/м3.
Исходные данные: количество очищаемого газа - Q = 1.4 м3/с; плотность газа при рабочих условиях - ( = 0,89 кг/м3; вязкость газа - ( = 22,2(10-6 Н(с/м2; плотность частиц пыли - (П = 1750 кг/м3; плотность пыли – dП = 25 мкм; дисперсность пыли - lg(п = 0,6; входная концентрация пыли – Свх = 80 г/м3.
Расчет: Задаёмся типом циклона и определяем оптимальную скорость газа (опт, в сечении циклона диаметром Д: Выберем циклон ЦН-15, оптимальная скорость газа, в котором (опт = 3,5 м/с. Определяем диаметр циклона, м [pic] Ближайшим стандартным сечением является сечение в 700 мм.
По выбранному диаметру находим действительную скорость газа в циклоне, м/с [pic] м/с, где n – число циклонов. Вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона: [pic] где К1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона; К2 - поправочный коэффициент на запыленность газа; [pic]500 – коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм.
Определяем гидравлическое сопротивление циклона: [pic] Па
По таблице 2.4 определяем значение параметров пыли [pic]и lg((: Для выбранного типа циклона - [pic]=4.5 мкм lg((=0.352 Ввиду того, что значения [pic], приведенные в таблице 2.4, определены по условиям работы типового циклона (Дт = 0,6 м; (пт = 1930 кг/м3; (т = 22,2(10-6; (т = 3,5 м/с), необходимо учесть влияние отклонений условий работы от типовых на величину d50: [pic] мкм Рассчитываем параметр x: [pic][pic]
по табл. 2.5 находим значение параметра Ф(x): Ф(x)=0.8413
Определяем степень эффективности очистки газа в циклоне:
[pic]
Расчетное значение ( = 0,92 больше необходимого условия ( = 0,87, таким образом циклон выбран верно.
Рис. 4.1 Цилиндрический циклон
1 – корпус 2 – входная труба 3 – патрубок 4 – буннер
2. Рассчитать эффективность применения скруббера Вентури для очистки от пыли производственных выбросов.
Скрубберы Вентури нашли наибольшее применение среди аппаратов мокрой очистки газов с осаждением частиц пыли на поверхности капель жидкости. Они обеспечивают эффективность очистки 0.96…0.98 на пылях со средним размером частиц 1…2 мкм при начальной концентрации пыли до 100 г/м3 . Удельный расход воды на орошение при этом составляет 0.4…0.6 л/м3 .
Исходные данные:
Загрязнитель – конвекторная пыль В = 9,88 ( 10-2; n = 0,4663
Плотность газа в горловине (г = 0,9 кг/м3
Скорость газа в горловине Wг = 135 м/с Массовый расход газа Мг = 0,9 кг/с Массовый расход орошающей жидкости Мж = 0,865 кг/с Удельный расход жидкости m = 1,5 л/м3 Давление жидкости (ж = 300 кПа Плотность жидкости (ж = 1000 кг/м3 Коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы - [pic]=0.15 Требуемая эффективность очистки от пыли не менее 0.9
Расчет: Определяем гидравлическое сопротивление сухой трубы Вентури, [pic] Рассчитываем гидравлическое сопротивление, обусловленное введением орошающей жидкости,
Н/ м2 , где
[pic]ж – коэффициент гидравлического сопротивления трубы, обусловленный вводом жидкости
Находим гидравлическое сопротивление трубы Вентури, Н/ м2
Находим суммарную энергию сопротивления Кт, Па где Vж и Vг – объемные расходы жидкости и газа соответственно, м3/с Vж = Мж/(ж = 0,865/1000 = 8,65 ( 10-4 м3/с Vг = Мг/(г = 0,9/0,9 = 1 м3/с Кт = 10662855 + 300(103(8,65(10-4/1) = 10663114 Па Определяем эффективность скруббера Вентури
Эффективность скруббера Вентури, полученная в результате расчетов (величина [pic]), удовлетворяет заданному условию, т.е. обеспечивает очистку газов от пыли с эффективностью не менее 0.9.
Рис. 2.1 Скруббер Вентури
1 – форсунки 2 – сопло 3 – пылеуловитель (1 = 28(; [pic] (2 = 8(; l2 = 0.15 ( d2; [pic]
3. Определить размеры, энергозатраты и время защитного действия адсорбера для улавливания паров этилового спирта, удаляемых местным отсосом от установки обезжиривания при условии непрерывной работы в течение 8 часов.
Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой среды. При расчете определяют необходимое количество сорбента, продолжительность процесса поглощения, размеры адсорбционной аппаратуры и энергетические затраты.
Исходные данные:
Производительность местного отсоса - Lм=250 м3/ч Начальная концентрация спирта - Со=11 г/м3 Температура в адсорбере - tр=20 оС Давление в адсорбере - Р=9.8*104 Н/м2 Плотность паровоздушной смеси - (г=1.2 кг/м3 Вязкость паровоздушной смеси - (=0.15*10-4 м2/с Диаметр гранул поглотителя (активированный уголь) - d=3 мм Длина гранул - l=5мм Насыпная плотность - (н=500 кг/м3 Кажущаяся плотность - (к=800 кг/м3 Эффективность процесса очистки ( = 0,99
По изотерме адсорбции (рис. 3.1) и заданной величине Со, г/м3, находим статическую емкость сорбента: (0=175 г/кг Определяем весовое количество очищаемого газа: [pic] кг/с Переводим весовую статическую емкость сорбента (0, в объемную (0’: [pic]кг/м3 Определяем массу сорбента: [pic], кг, где К=1.1…1.2 – коэф. запаса; ( - продолжительность процесса сорбции, с.
Выбираем скорость потока газа в адсорбере W, м/с. Обычно фиктивная скорость паровоздушной смеси или скорость, рассчитанная на полное сечение слоя, выбирается в пределах 0.1…0.25 м/с. Выберем W=0.2 м/с. 6. Определяем геометрические размеры адсорбера. Для цилиндрического аппарата:
- диаметр [pic]м
- длина (высота) слоя адсорбента [pic]м Находим пористость сорбента [pic] Рассчитываем эквивалентный диаметр зерна сорбента: [pic]м
9. Коэффициент трения находим в зависимости от характера движения при Re | |