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
dr=10мкм.
Кількісний вміст - 1%.
Густина частинки пилу ρ=2600кг/м3.
.Визначаємо переріз пилосаджувальної
камери
м2
. Визначаємо висоту
пилосаджувальної камери:
де L - кількість повітря, яке
повинно очиститись в пилоосаджувальній камері, м3/год;
В - ширина камери, м.
.Визначаємо швидкість
зависання частинок, які не вловлюються в камері:
4.Визначаємо діаметр частинок
пилу dus, який відповідає швидкості зависання:
де - динамічна
в’язкість повітря.
. 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:
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 dus, який знаходиться за класифікаційною номограмою пилу
для відповідної групи пилу.
Коефіцієнт місцевого опору повітророзподільчої
решітки, яка створює заповнення камери вирівняним потоком:
де Fо - 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.
d, мкм
|
0-10
|
10-20
|
20-30
|
30-40
|
40-50
|
50-60
|
60-86
|
86-100
|
>100
|
Ф %
|
17
|
13
|
10
|
8
|
5
|
10
|
4
|
26
|
D (d)
|
17
|
30
|
40
|
48
|
55
|
60
|
70
|
74
|
100
|
R (D)
|
83
|
70
|
60
|
52
|
45
|
40
|
30
|
26
|
0
|
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, dm=43мм.
Виконаємо розрахунок циклонної
установки, її компонування і ефективність вловлювання пилу циклоном типу ЦН-15У.
Початкові дані:
діаметр циклона - Дц =
250 мм;
температура повітря яке очищується
від пилу tг= 150°С;
концентрація пилу на вході в циклон
Свх = 200 г/м3;
густина пилу ρч
= 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 400мм 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 η
=
99.53%.
Задача №3
Розрахувати абсорбер
колонного типу та визначити концентрацію розчину бікарбонату натрію для
вловлювання SO2 з газоподібної суміші.
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= 0,785м3/ м3
- об’єм кілець Рашіга у вільному об’ємі насадки.
Поверхневий коефіцієнт
масопередачі:
e=3,5см;
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
.
Трофімович В. В. Основи екології. - К.: 1996. - 210 с.
.
Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1981. - 295 с.
.
Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справочник в 2-х частях. Под ред.
С. Калверта и Г. М. Инглунда. М.: Металлургия, 1988. - 760 с.
.
Справочник по пыле- и золоулавливанию. / Под ред. А. А. Русанова. М.:
Энергоатомиздат, 1983. - 312 с.
.
Инженерная экология. Общий курс. / Под общей ред. проф. И. И. Мазура. - М.:
Высшая школа. 1996. - Т1. - 631 с.
.
Инженерная экология. Общий курс. / Под общей ред. проф. И. И. Мазура. - М.:
Высшая школа. 1996. - Т2. - 656 с.
.
Global air pollution. Howard Bridgman. 1990 Great Britan. Belhaven Press.
.
Кузнецов И.Е., Шмат К. И., Кузнецов С. И. Оборудование для санитарной очистки
газов: Справочник. К.: Техника, 1989. - 304 с.