Очищення вентиляційних викидів

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Київський національний університет будівництва і архітектури

Інститут післядипломної освіти

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА

«Очищення вентиляційних викидів»

виконав студент Скороход Олександр Володимирович

перевірив: доц.Клімова І.В.

Київ-2012

Задача № 1

Розрахувати ефективність пилоосаджувальної камери, її геометричні розміри і аеродинамічний опір.

Витрата повітря L=9500 м³/год.

Горизонтальна швидкість повітряного потоку 0,5 м/с.

Ширина пилоосаджувальної камери В=2м.

Довжина пилоосаджувальної камери l=5м.

Мінімальний діаметр пилової частинки d_r=10мкм.

Кількісний вміст — 1%.

Густина частинки пилу с=2600кг/м³.

1.Визначаємо переріз пилосаджувальної камери м²

2. Визначаємо висоту пилосаджувальної камери:

де L — кількість повітря, яке повинно очиститись в пилоосаджувальній камері, м³/год;

В — ширина камери, м.

3.Визначаємо швидкість зависання частинок, які не вловлюються в камері:

4.Визначаємо діаметр частинок пилу d_us, який відповідає швидкості зависання:

де — динамічна в’язкість повітря.

5. Оцінюємо характер течії за допомогою значення критерію Рейнольдса:

де

— еквівалентний діаметр камери.

Якщо, то в камері спостерігається турбулентний режим руху.

З графіка залежності граничного розміру часток, що осіли в камері, від середньої швидкості турбулентного потоку визначаємо діаметр часток:

d_м=20 мкм Обираємо більше значення, тобто обчислене за формулою.

Клас пилу визначаємо по номограмі:

Виходячи з номограми, класифікаційна група пилу — IV (сильнозлипаючий пил) Розмір частинок менше 58,03 мкм складає 92%.

Орієнтовна ефективність пилоосадження у камері:

де — вміст частинок по масі (d) за діаметром d_us, який знаходиться за класифікаційною номограмою пилу для відповідної групи пилу.

Коефіцієнт місцевого опору повітророзподільчої решітки, яка створює заповнення камери вирівняним потоком:

де F_о — площа поперечного перерізу приєднуючого трубопроводу.

тоді:

Аеродинамічний опір становить:

Задача № 2

Визначення ефективності циклону, компоновки установки і медіанного діаметру пилу, дисперсний склад якого даний за варіантом.

Будуємо ступінчатий графік розподілу пилу по фракціях Використовуючи даний графік, а також склад пилу і вміст фракцій за масою, будуємо графічне відображення дисперсного складу пилу у вигляді інтегральних кривих по повних проходах D (d) і часткових залишках R (d).

Інтегральні криві дисперсного складу пилу по повних проходах D (d) і часткових залишках R (d)

Виходячи з графіка, d_m=43мм.

Виконаємо розрахунок циклонної установки, її компонування і ефективність вловлювання пилу циклоном типу ЦН-15У.

Початкові дані:

діаметр циклона — Д_ц = 250 мм;

температура повітря яке очищується від пилу t_г= 150 °C;

концентрація пилу на вході в циклон С_вх = 200 г/м³;

густина пилу с_ч = 2600 кг/м²;

витрата повітря L = 2 м³/с Оптимальна швидкість руху повітря, яке очищується від пилу в апараті становить:

Площа поперечного перерізу циклонної установки:

Визначаємо кількість циклонів:

Оскільки установка з 12-ми циклонів не компонується, приймаємо діаметр циклону 400 мм та проводимо перерахунок:

Приймаємо кількість установки N=2 циклонів.

Визначаємо реальну швидкість руху повітря в циклоні за формулою:

Перевіряємо задоволення вимоги, за якою дійсна швидкість руху повітря в циклоні не повинна бути більшою від оптимальної на 15%, тобто:

Вимога задовольняється.

Компоновка циклону ЦН15?2УП Визначення ефективності циклону Діаметр відсікання при робочих умовах:

де мкм де — динамічна в’язкість для повітря без домішок пилу, Па· с, приймається

Параметр Х нормальної функції розподілу Ф (Х):

Значення нормальної функції розподілу Ф (Х), взявши значення параметра X = 2,58 —. Ф (Х) = 0,9953, що відображує повний коефіцієнт очищення повітря від пилу, виражений в долях одиниці, тобто з = 99.53%.

Задача № 3

Розрахувати абсорбер колонного типу та визначити концентрацію розчину бікарбонату натрію для вловлювання SO₂ з газоподібної суміші.

Об'єм газоповітряної суміші, що очищується = 6,5 м³/с; мольна доля сірчистого ангідриду SO₂ в газоповітряній суміші у_п = 2,4; ступінь очищення = 90%; температура газоповітряної суміші t_г = 70 °C; процес сорбції проходить при атмосферному тиску Р = 101 325 Па; в якості насадки взяти кільця Рашіга з розмірами 50ммx50ммx5мм із невпорядкованим їх розташуванням.

Визначаємо парціальний тиск домішки газової компоненти SО₂ на вході в абсорбер:

Парціальний тиск домішки газової компоненти SО₂ в газоповітряній суміші після очищення:

Кількість сірчистого ангідриду в газоповітряній суміші, що повинен бути абсорбованим:

Дійсна швидкість руху газоповітряної суміші в каналах насадки із кілець Рашіга:

;

— робоча швидкість газу в каналах насадки в порівнянні зі швидкістю заклинання, коли настає режим винесення рідини з абсорбера у вигляді крапель.

Е= 0,785 м³/ м³ — об'єм кілець Рашіга у вільному об'ємі насадки.

Поверхневий коефіцієнт масопередачі:

d_e=3,5 см;

Рушійна сила процесу абсорбції:

Поверхня контакту газоповітряної суміші:

Необхідна площа поперечного перерізу абсорбера:

— швидкість газоповітряної суміші у вільному перерізі абсорбера без насадки.

Діаметр абсорбера:

Висота шару насадки:

Висота абсорбера:

Розрахункова витрата бікарбонату натрію:

З урахуванням 10% запасу:

Густина зрошення з урахуванням питомої поверхні насадки:

Концентрація содового розчину в долях одиниці:

Для нейтралізації вловленої компоненти SО₂ використовується 3,1% розчин соди.

аеродинамічний опір циклон пилоосаджувальний Насадні абсорбери з суцільним завантаженням

Література

1. Методичні рекомендації по вивченню дисципліни «Очищення вентиляційних викидів» для студентів спеціальності 7.0921.08 «Теплогазопостачання і вентиляція» всіх форм навчання

2. Трофімович В. В. Основи екології. — К.: 1996. — 210 с.

3. Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1981. — 295 с.

4. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справочник в 2-х частях. Под ред. С. Калверта и Г. М. Инглунда. М.: Металлургия, 1988. — 760 с.

5. Справочник по пылеи золоулавливанию. / Под ред. А. А. Русанова. М.: Энергоатомиздат, 1983. — 312 с.

6. Инженерная экология. Общий курс. / Под общей ред. проф. И. И. Мазура. — М.: Высшая школа. 1996. — Т1. — 631 с.

7. Инженерная экология. Общий курс. / Под общей ред. проф. И. И. Мазура. — М.: Высшая школа. 1996. — Т2. — 656 с.

8. Global air pollution. Howard Bridgman. 1990 Great Britan. Belhaven Press.

9. Кузнецов И. Е., Шмат К. И., Кузнецов С. И. Оборудование для санитарной очистки газов: Справочник. К.: Техника, 1989. — 304 с.