textarchive.ru

Главная > Документ


- 47 -

10. Если расчетное значение окажется меньше необходи­мого по условиям допустимого выброса пыли в атмосферу, то нуж­но выбрать другой тип циклона с большим значением коэффициента гидравлического сопротивления. Для ориентировочных расчетов можно пользоваться формулой

(4.8)

Где индексы 1 и 2 соответствуют двум разным циклонам.

4.1.2. Методика расчета скрубберов Вентури Скрубберы Вентури нанли наибольшее применение среди ап­паратов мокрой очистки газов с осаждением частиц пыли на по­верхность капель жидкости. Они обеспечивают эффективность очистки 0, 96...О, 98 на пылях со средним размером частиц 1...2 мкм при начальной концентрации пыли до 100 г/м3. Сдельный рас­ход воды на орошение при этом составляет

0, 4... 0, 6 л/м3.

Для расчетов эффективности очистки от пыли производствен­ных выбросов скруббером Вентури необходимы следующие исходные данные: плотность газа в горловине , кг/м3: скорость газа в горловине Wг . м/с; массовый расход газа Мг, кг/с; массовый расход орошающей жидкости Мж, кг/с; удельный расход жидкости m , л/м3; давление жидкости p,кПа; плотность жидкости , кг/м3

Расчет ведется в следующем порядке:

1. Определяют гидравлическое сопротивление сухой трубы Вентури, Н/м2, по формуле

. (4.9)

где с - коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы; Wг - скорость газа в горловине, м/с; г- плотность газа в горловине, кг/м3.

2. Рассчитывают гидравлическое сопротивление, обусловлен­ное введением орошающей жидкости, Н/м2, по формуле

(4.10)

- коэффициент гидравлического сопротивления трубы, обусловленный вводом жидкости; - плотность жидкости, кг/м3 ; m - удельный расход жидкости на орошение, л/м3.

При этом величина определяется из соотношения

/ = 0,63 (Mж/Mг ) (4.11)

где Мж и Мг - массовые расходы жидкости и газа, кг/с.

-48-

3. Находят гидравлическое сопротивление трубы Вентури,

Н/м2, по формуле

р = p+ p (4.12)
4. Находят суммарную энергию сопротивления Кг, Па, по
формуле

Kт = p + p(Vж/Vг) (4.13)

где p - давление распыляемой жидкости на входе в пылеуло­витель, Па; Vж и Vг - соответственно, объемные расходы жидкости и газа, м3/с.

5. Определяют эффективность скруббера Вентури по формуле


(4.14)

где Кт- суммарная энергия сопротивления, Па; В и n - кон­станты, зависящие от физико-химических свойств и дисперсного состава пыли (см. табл. 4.6),

Таблица 4.6. Значения В и n

N

Загрязнитель

В

n

1

Конверторная пыль

9.88 • 10

0.4663

2

Ваграночная пыль

1.355 • 10

0.6210

3

Мартеновская пыль

1.915 • 10

0.5688

4

Сажа

10

1.36

5

Туман фосфорной кислоты

1.34 • 10

0.6312

4.1.3. Методика расчета адсорбера

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, продолжительности процесса поглоще­ния, размеры адсорбционной аппаратуры и энергетические затра­ты. Исходные данные для расчета - род поглотителя и поглощае­мого вещества; количество очищаемого газа G , кг/с; концентра­ция поглощаемого вещества на входе в адсорбер с, кг/м3. Кроме того, нужно знать физико-химические константы поглотителя и поглощаемого вещества и иметь изотерму адсорбции поглощаемого вещества на поглотителе.

Расчет адсорбера включает две стадии: а) приближенный конструктивный расчет для определения необходимой массы и гео­метрии аппарата; б) проверочный расчет для определения времени

-49-

защитного действия адсорбера и, в случае необходимости, прове­дения корректировки размеров аппарата.

Расчет адсорбера ведут в следующем порядке: 1. Выбирают тип сорбента и рабочую температуру. Для уве­личения его емкости рабочая температура выбирается минимально возможной. Изотерма адсорбции паров этилового спирта на активи­рованном угле при 20°С представлена на рис. 4.1. По изотерме адсорбции и заданной величине с, г/м3, находят статическую емкость сорбента a, г/кг.

2. Определяют весовое коли­чество очищаемого газа, G, кг/с, из выражения

G = Lм/3600 (4.15)

где Lм- производительность местного отсоса от паровоздушной смеси, м3/ч ; г -плотность паровоздушной смеси, кг/м3.

3. Переводят весовую стати­ческую емкость сорбента а, в объемную а, кг/м3 по Формуле

а= а (4.16)

где - насыпная плотность выбираемого сорбента, кг/м3.

4. Определяют массу сорбента, кг, по формуле

m= KGC / а , (4.17)

где К = 1,1... 1,2 - коэффициент запаса; - продолжитель­ность процесса сорбции, с; G - весовое количество очищаемого газа, кг/с; Со - концентрация поглощаемого вещества на входе в адсорбер, кг/м3;

а - статическая - емкость адсорбера, кг/м3.

5. Выбирают 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.

6. Определяют геометрические размеры адсорбера. Так, для цилиндрического аппарата диаметр Да, м, и длину (высоту) слоя адсорбента Lа, м, подсчитывают по формулам:

Д= (4.18)

- 50 -
La = mс W/G . (4.19)

7. Находят пористость сорбента по формуле

П = , (4.20)
где и - кажущаяся и насыпная плотность сорбента, кг/м3

8. Рассчитывают эквивалентный диаметр зерна сорбента, м, по формуле

(4.21)

.

где d и l - диаметр и длина зерна сорбента, м.

9. Коэффициент трения находят в зависимости от характера движения по выражению:

при Rе<50 (4.22)

при Re50 =11,6 / R (4.23)
где
Re = Wdэ/ () - критерий Рейнольдса; - кинемати­ческая вязкость газа, м2/с.

10. Определяют гидравлическое сопротивление, оказываемое слоем зернистого поглотителя при прохождении через него потока очищаемого газа р, Па, по формуле

(4.24)

где Ф = 0,9 - коэффициент формы.

11. Определяют коэффициент молекулярной диффузии паров этилового спирта в воздухе при заданных условиях Т и Р по фор­муле

Д=Д (4.25)

где Д =0,101 10 при T = 273° К и атмосферном давлении

Ро = 9.8 10 Па.

12. Находят диффузионный критерий Прантля по формуле

P= / Д , (4.26)

13.. Для заданного режима течения газа (определяется зна­чением Rе) вычисляют величину коэффициента массопередачи для единичной удельной поверхности, м/с:

при Rе < 30 (4.47)

при Re30 (4.28)

- 51 -

14. По изотерме адсорбции (см. рис. 4.1) находят величину а- количество вещества, максимально сорбируемое поглотителем при данной температуре, и величину концентрации поглощаемого вещества на входе в адсорбер Сх, соответствующую величине а/2

15. Рассчитывают удельную поверхность адсорбента f, м2/м3 по формуле

f = (4.29)

16. Определяют концентрацию паров этилового спирта на вы­ходе из аппарата, г/м3, по формуле

с = c (1 - ) , (4.30)

где - эффективность процесса очистки.

17. Находят продолжительность защитного действия адсорбе­ра, с, по формуле

(4.31)

18. Если получаемое время защитного действия адсорбера отличается от заданного на величину , то изменяем длину (высоту) слоя сорбента на величину , м, определяемую по формуле

=

где F - площадь поперечного сечения слоя адсорбента, м2. Конструктивно аппараты адсорбции выполняются в виде вер­тикальных, горизонтальных или кольцевых емкостей, заполненных пористым сорбентом, через который фильтруется поток очищаемого воздуха.

4.2. Задания на расчет

Задание N4.2.1. Подобрать циклон, обеспечивающий степень эффективности очистки газа от пыли не менее =0,87, по данным табл. 4.7. При этом приняты следующие обозначения и некоторые значения: Q, м3/с,- количество очищаемого газа; р =0,89 кг/м3,

- плотность газа при рабочих условиях; 10 Н с/м2, - вязкость газа; п , кг/м3,- плотность частиц пыли, диаметр d , мкм и дисперсность lg ; C, г/м3- входная кон­центрация пыли.

Задание N4.2.2. Рассчитать эффективность применения скруббера Вентури для очистки от пыли производственных выбро-

- 54 -

сов по данным табл. 4.8. При этом приняты следующие обозначе­ния и некоторые значения: плотность газа в горловине = 0,9 кг/м8; скорость газа в горловине W, м/с; массовый расход газа Мг, кг/с; массовый расход орошающей жидкости М,кг/с; удельный расход жидкости ж, л/м3; давление Рж = 300 кПа; плотность жидкости =1000 кг/м3; коэффициент гидравлического сопро­тивления сухой трубы = 0,15; требуемая эффективность очист­ки от пыли не менее 0,9.

Задание N4.2.3. 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 ч. Расчет выполнить по данным табл. 4.9. При этом приняты следующие обозначения и исходные значения: производительность местного отсоса Lм, м3/ч; начальная концентрация спирта С, г/м3; температура в адсорбере t=20 и давление Р = 9,8 10 Н/м2; плотность паровоздужной смеси =1,2 кг/м3 и ее вязкость = 0,15x10 м2/с; диаметр гранул поглотителя (активированный уголь) d = 3 мм; длина гранулы l= 5 мм; насыпная плотность= 0,500 кг/м3 кажущаяся плотность =800 кг/м3.

Таблица 4.9. Исходные данные к заданию N4.2.3

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Lм, м3/ч

100

НО

120

130

140

150

160

170

180

С,г/м3

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Номерварианта

10

И

12

13

14

15

16

17

18

Lм, м3/ч

190

200

210

220

230

240

250

260

270

С,г/м3

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Номерварианта

19

20

21

22

23

24

25

Lм, м3/ч

280

290

300

310

320

330

340

С,г/м3

5

6

7

8

9

10

11

4.3. Методические указания по выполнению заданий и анализу результатов расчета

- 55 -

духа, изложенные на с. 148...153 [7] и в подразделе 4.1, а также свой вариант задания из подраздела 4.3.

Расчет циклонов в задании N4.2.1 ведется методом последова­тельных приближений по формулам (4.1)...(4.7). Если расчетное значение эффективности очистки воздуха от пыли окажется менее заданного по условиям допустимого выброса пыли в атмосферу, то нужно выбрать другой тип циклона с большим значением коэффици­ента гидравлического сопротивления. При этом следует восполь­зоваться формулой (4.8).

Расчет эффективности очистки промвыбросов от пыли скруб­бером Вентури (задание N4.2.2.) проводят по формулам (4.9)...(4.14). При недостаточной эффективности очистки от пы­ли следует увеличить гидравлическое сопротивление трубы Венту­ри, обусловленное введением орошающей жидкости, изменяя массо­вый расход и давление распыляемой жидкости.

Расчет адсорбера (задание N4.2.3) включает две стадии:

а) приближенный конструктивный расчет по формулам (4.15)...(4.19) для определения необходимой массы и геометрии аппарата и б) проверочный расчет по формулам (4.20)...(4.31) для определения времени действия аппарата. В случае необходи­мости проводится корректировка размеров адсорбера, используя формулу (4.32).

4.4. Конструктивные решения по результатам расчета

Конструктивные схемы и типовые размеры цилиндрических и конических циклонов НИИОГАЗа показаны соответственно на рис. 9 в табл.29 и 30 книги [13], При этом геометрические размеры ци­линдрических и конических циклонов даны в долях внутреннего диаметра Д. Для всех циклонов бункеры имеют цилиндрическую форму диаметром Д , равным 1.5Д для цилиндрических и (1,1...1,2)Д для конических циклонов. Высота цилиндрической части бункера составляет 0.8Д, днище бункера выполняется под углом 60 градусов между стенками, выходное отверстие бункера имеет диа­метр 250 или 500 мм.

Конструкция скруббера Вентури показана на рис. 25 книги [13]. Характерные размеры труб Вентури круглого сечения обычно составляют 15 - 28°; 6 - 8°; l= (d- d)/2tg/2; =0,15d; (d)/2tg/2. Диаметры , и рассчи­тывают для конкретных условий очистки воздуха от пыли.

Конструкция адсорберов приведена на рис. 39 книги [13].



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Отчет о самообследовании основной образовательной программы по направлению 280700 «техносферная безопасность»

    Отчет
    ... Уч. пособие. М.Высшая школа, 1997 Савельев И.В. Курс общей физики. ... воздействий на окружающую среду. Учебник. Тверь, Вита-Пресс, 2000 9 5 2 ... . М.: Форум, 2009 Васильев П.П. Практикумпобезопасностижизнедеятельности человека, экологии и охране труда. ...
  2. Комплект учебно-методических материалов к модульной программе подготовки переподготовки и повышения квалификации управленческих и педагогических работников по обеспечению эффективного отдыха и оздоровления детей Учебно-методический комплект (УМК)

    Методические рекомендации
    ... Психолого-педагогический практикумпо подготовке вожатого ... города Твери N 1773 ... Коморин С. - Н.Новгород, 1997. Дневник вожатого. Практическое ... безопасности в повседневной жизни. /book/export/html/1001 - сборник памяток побезопасностижизнедеятельности ...
  3. 1 1 Нормативные документы для разработки ООП ВПО по направлению подготовки 040700 Организация работы с молодежью

    Основная образовательная программа
    ... и Твери. Процесс ... В.А., Ручкин Б.А., Шапко В.Т. Практикумпо социологии молодежи. М., 2000 ... Е.И. Холостовой. Т. 1. – М., 1997. Луначарский А.В. Ф.Э. Дзержинский в Наркомпросе ... структуру процесса побезопасностижизнедеятельности; профессиональную лексику ...
  4. 1 комплексная образовательная программа дополнительного образования детей «москвоходы»

    Основная образовательная программа
    ... прогулка вокруг здания МГУ. Практикумпобезопасностижизнедеятельности в городе (на улицах ... «Комсомольская». Тема 12. Тверь. Поездка в Тверь. Знакомство с застройкой и ... : пособие к экзаменам. Задачник-практикум. – М., 1997. 19. Рюмина Т. История ...
  5. Www diplomrus ru ® (45)

    Автореферат диссертации
    ... 722). 5. Практикумпобезопасностижизнедеятельности: /С.А. Бережной, Ю.И.Седов, Н.С. Любимова и др.; под ред. Бережного С.А. - Тверь: ТГТУ, 1997 (шифр ...

Другие похожие документы..