Реферат: Методы расчетов выбросов и сбросов вредных веществ

--PAGE_BREAK--4                   Очистка дымовых газов от окислов серы известняком


Метод очистки основан на нейтрализации сернистой кислоты, получающейся в результате растворения двуокиси серы, содержащейся в дымовых газах, карбонатом кальция известняка
СаСО3 + SО2 = СаSО3 + CО2
         В результате этой реакции получается сульфид кальция, частично окисляющийся в сульфат. В большинстве случаев продукты нейтрализации не используются и направляются в отвал, хотя можно их перерабатывать в гипс.

Расход известняка на сероулавливающую установку, кг/с
<img width=«216» height=«51» src=«ref-1_1407094567-527.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">


<img width=«288» height=«41» src=«ref-1_1407095094-588.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">

где <img width=«17» height=«21» src=«ref-1_1407095682-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144"> = 3,125 – отношение молекулярных масс СаСО3 и серы;

<img width=«51» height=«21» src=«ref-1_1407095779-144.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145"> – степень очистки газов от SО2 ;

KCaCO3= 0,65 ч 0,80 – содержание углекислого кальция в природных известняках ( в зависимости от месторождения ); Kисп= 0,7 ч 0,8 – коэффициент использования известняка.

Количество твердых сухих отходов, получающихся в результате очистки газов, кг/с
<img width=«219» height=«25» src=«ref-1_1407095923-401.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">,
<img width=«256» height=«24» src=«ref-1_1407096324-386.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">,

где <img width=«19» height=«23» src=«ref-1_1407096710-97.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148"> = 1,72 – отношение молекулярных масс сульфата кальция СаSO4 · 2H2Oи известняка СаСО3


5                   Очистка дымовых газов от золы


Очистка дымовых газовспособствует не только снижению выбросов золы в атмосферу, но и повышению надежности эксплуатации рабочих колес дымососов.

Для выделения твердых частиц из дымовых газов наибольшее применение получили золоуловители, действующие на принципе использования центробежных сил – механические циклоны, мокрые скрубберы – с использованием электростатических сил – электрофильтры.

Расчет батарейного циклона

Батарейные циклоны применяются для улавливания золы за котлами умеренной паропроизводительности от 2,5 до 500 т/ч. Степень улавливания находится на уровне 0,88 ч 0,92 при гидравлическом сопротивлении 500 ч 700 Па. Для энергоустановок рекомендуется применение элемента циклона ш 231 мм. Расчетное сечение одного элемента ωц= 0,042 м2 .

 Расчет необходимого сечения всех элементов батарейного циклона, м2
<img width=«61» height=«44» src=«ref-1_1407096807-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">


<img width=«129» height=«41» src=«ref-1_1407097009-324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">

где <img width=«29» height=«24» src=«ref-1_1407097333-128.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">  — объем дымовых газов, образующихся при сжигании топлива в топке одного котлоагрегата, м3/с ;

U– скорость газа, отнесенная к поперечному сечению циклона, м/с. Рекомендуется принимать U= 4,5 м/с.

Число элементов батарейного циклона на один котел, шт.
Z= <img width=«27» height=«47» src=«ref-1_1407097461-242.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">
Z= <img width=«91» height=«41» src=«ref-1_1407097703-292.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">/3=1320.3 шт.

По [ 3, табл. 10.2] подбирают соответствующий типоразмер батарейного циклона и их количество на котел. Уточняют скорость ( Uп ), отнесенную к полному сечению циклона.

<img width=«19» height=«11» src=«ref-1_1407097995-104.coolpic» v:shapes="_x0000_s1026">Выбираем цикл типа БЦУ-М 4*14*м=1320.3    м=23,5=23ряд, тогда число элементов в циклоне будет 4*14*23=1288 шт.=zy

Uп= 748,8/(42,3*3)=4,6 м/с

Определение параметра золоулавливания
<img width=«127» height=«49» src=«ref-1_1407098099-389.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">


<img width=«184» height=«49» src=«ref-1_1407098488-474.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">

где Uп– скорость газа, отнесенная к полному сечению циклона, м/с

di— средний диаметр частиц золы, мкм, di= 0,7 ч 0,8 мкм;

К – коэффициент, учитывающий тот или иной тип циклона, К = 0,3 для батарейных циклонов типа розетки БЦ, К=0,5 для циклонов с улиточным подводом типа БЦУ.

 Степень улавливания (η ) и проскок частиц (р ) определяют по [2, рис. 10.1]
какη = ƒ ( Пi), = ѓ ( Пi).

η =0,97; р=1-0,97=0,03
Аэродинамическое сопротивление циклона, Па
∆Р = <img width=«67» height=«44» src=«ref-1_1407098962-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">
∆Р = <img width=«161» height=«41» src=«ref-1_1407099185-392.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">

где <img width=«17» height=«23» src=«ref-1_1407099577-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">=<img width=«49» height=«45» src=«ref-1_1407099670-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">=<img width=«169» height=«41» src=«ref-1_1407099857-407.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160"> — плотность газов перед батарейным циклоном, кг/ м3; То= 273є К;

<img width=«72» height=«24» src=«ref-1_1407100264-176.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161"> кг/м3

<img width=«16» height=«21» src=«ref-1_1407100440-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">  — коэффициент сопротивления, для циклонов БЦ принимается <img width=«16» height=«21» src=«ref-1_1407100440-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163"> = 90, для БЦУ — <img width=«16» height=«21» src=«ref-1_1407100440-93.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164"> = 115.

Расчет мокрого золоуловиттеля ( скруббера )

Увеличение эффективности центробежного пылеулавливателя можно достичь за счет равномерного орошения стенок циклона золоуловителя пленкой жидкости, которая препятствует вторичному уносу частицы золы. При толщине пленки большей, чем поперечный размер частицы, работа отрыва частицы значительно превосходит работу, необходимую для ее погружения в слой жидкости. Мокрые золоуловители рекомендуется применять при Sпр≤0,3% кг/МДж для котлов производиттельностью до 670 т/ч.

Необходимая площадь сечения золоуловителя, м2
<img width=«61» height=«48» src=«ref-1_1407100719-229.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">
<img width=«120» height=«41» src=«ref-1_1407100948-291.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">

Uопт= 4 ч 5 м/с – оптимальная скорость в свободном сечении скруббера.

Задаваясь количеством скрубберов (N= 1ч 3), определяют диаметр скруббера, м
<img width=«103» height=«49» src=«ref-1_1407101239-326.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">
<img width=«180» height=«49» src=«ref-1_1407101565-475.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">

По [3, табл. ] подбирают соответствующий типоразмер золоуловителя, рекомендуемого промышленностью.

Выбираем МС-ВТИ, диаметром4,5; Н=15,25 м, F=15.2 м2

Расход воды на орошение скруббера, кг/с
<img width=«109» height=«23» src=«ref-1_1407102040-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">
<img width=«188» height=«23» src=«ref-1_1407102258-319.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">

Параметр золоуловителя

П = <img width=«64» height=«27» src=«ref-1_1407102577-187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">
П = <img width=«136» height=«24» src=«ref-1_1407102764-290.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">

где <img width=«85» height=«45» src=«ref-1_1407103054-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173"> <img width=«139» height=«41» src=«ref-1_1407103333-366.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">, кг/ м3 — удельный расход воды на работу скруббера;

Uг= 50 ч 70 м/с – скорость газа в горловине трубы Вентури.

Высота орошаемой части скруббера, м
Н = (3 ч 4) D
Н = 3*4,5=13,5

Общее гидравлическое сопротивление скруббера, Па
∆Р = <img width=«284» height=«44» src=«ref-1_1407103699-579.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">
∆Р = <img width=«409» height=«44» src=«ref-1_1407104278-772.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">

где Uвх= 20 ч 22 м/с – скорость газа при входе в каплеуловитель.

Расчет электрофильтра

Действие электрофильтра основано на осаждении заряженных частиц золы в высоконапряженном электростатическом поле. В процессе горизонтального движения газов происходит зарядка частиц вблизи коронирующих электродов и последующее их осаждение на осадительных электродах.

Осадительные и коронирующие электроды объединяют по ходу движения газов в поля длиной от 2,5 до 4,0 м. Количество полей от 2 до 5.

По [3, табл. 10.5] находят критерий электрофизических свойств золы топлива Кф в зависимости от месторождения и марки топлива ( Кф = 12 ч 177).

Выбирают скорость дымовых газов в сечении электрофильтра

Uэ= 1,0 ч 1,2 м/с — для золы топлив с высоким удельным электрическим сопротивлением (Кф > 100 ); Uэ= 1,6 ч 1,8 м/с — для прочих топлив.

Принимают число параллельно включенных электрофильтров, которое желательно выбирать равным числу дымососов, Z= 1 ч 3 .

Определяют необходимое сечение корпуса электрофильтра, (площадь активного сечения), м2
<img width=«88» height=«48» src=«ref-1_1407105050-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">

<img width=«128» height=«41» src=«ref-1_1407105317-325.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">

По [2, табл.10.4] данной площади соответствуют несколько типоразмеров электрофильтров (2 ч 4). Выбирают один из них и выписывают их техническую характеристику.

ЭГА 2-76-12-6-4, что означает двухсекционный электрофильтр с 72 газовыми проходами, высотой электродов 12 м, с шестью элементами в осадительном электроде при 4-х последовательно установленных полях .

В случае различия площадей wраси wтаблуточняют скорость дымовых газов в сечении электрофильтра, м/с
<img width=«84» height=«48» src=«ref-1_1407105642-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">
<img width=«132» height=«41» src=«ref-1_1407105906-342.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180">

По [3, табл.10] в зависимости от марки топлива и его месторождения находят среднюю напряженность электрического поля Е, кВ/м и коэффициент обратной короны Кок

Е=240 кВт

Кок=0,62

Кф=160

По [3, табл. ] в зависимости от марки топлива находят медианный размер частиц летучей золы d

D=22*10-6 м

5.3.9. Определяют теоретическую скорость дрейфа, м/с
<img width=«112» height=«27» src=«ref-1_1407106248-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181">,
<img width=«228» height=«24» src=«ref-1_1407106496-389.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182">,

где Еэф = Е · Кок =240*0,62=148,8, кВ/м — эффективная напряженность электрического поля.

Определяют коэффициент вторичного уноса
Кун = Кв · Кэл · Квс · [1 – 0,25 (U-1)],
Кун = 0,625· 1,0· 1,3· [1 – 0,25 (1,51-1)]=0.710,

где Кв = <img width=«27» height=«41» src=«ref-1_1407106885-140.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">= <img width=«80» height=«41» src=«ref-1_1407107025-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184">  — коэффициент высоты электродов. Он учитывает, что при большой высоте электрода Н, часть золы не успевает осесть в бункере;

Кэл ≈ 1,0 – коэффициент, учитывающий тип электродов; Квс = 1,2 ч 1,5 – коэффициент, учитывающий влияние режима встряхивания электродов на унос.

Определяют параметр золоулавливания при равномерном потоке
<img width=«165» height=«51» src=«ref-1_1407107266-448.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">,

<img width=«248» height=«47» src=«ref-1_1407107714-590.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186">,

где <img width=«21» height=«23» src=«ref-1_1407108304-103.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">  — длина поля, м, выбирается по [3, табл.10.4]; n= 2 ч 5 количество полей; lср— расстояние между осадительными и коронирующими электродами,

lср= 0,15 м.
Определяют степень улавливания (<img width=«13» height=«17» src=«ref-1_1407073676-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">) и проскок частиц ( ) по [3, рис.10.1];
Р = ѓ(П); <img width=«13» height=«17» src=«ref-1_1407073676-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189"> = ѓ(П).
<img width=«13» height=«17» src=«ref-1_1407073676-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190">=0,96; Р=0,334 величина проскока в зависимости от величины параметра.


    продолжение
--PAGE_BREAK--