|
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 | |
