Реферат: Выбор и расчёт пылеуловителя

--PAGE_BREAK--
<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1226 _x0000_s1227 _x0000_s1228 _x0000_s1229 _x0000_s1230 _x0000_s1231 _x0000_s1232 _x0000_s1233 _x0000_s1234 _x0000_s1235 _x0000_s1236 _x0000_s1237 _x0000_s1238 _x0000_s1239 _x0000_s1240 _x0000_s1241 _x0000_s1242 _x0000_s1243 _x0000_s1244 _x0000_s1245"><img width=«604» height=«925» src=«ref-2_132518579-36603.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">

Рис. 5. Интегральная функция распределения частиц по размерам в ВЛСК


<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1246 _x0000_s1247 _x0000_s1248 _x0000_s1249 _x0000_s1250 _x0000_s1251 _x0000_s1252 _x0000_s1253 _x0000_s1254 _x0000_s1255 _x0000_s1256 _x0000_s1257 _x0000_s1258 _x0000_s1259 _x0000_s1260 _x0000_s1261 _x0000_s1262 _x0000_s1263 _x0000_s1264 _x0000_s1265">Построив по результатам дисперсного анализа интегральную функцию распределения частиц по размерам в ВЛСК, можно (если получившийся график имеет вид прямой линии, свидетельствующей о логарифмически нормальном ха­рактере изучаемого распределения), выразить это распределение через медиан­ный диаметр dm  и среднее квадратичное отклонение в функции данного распре­деления lgsч.

Медианный диаметр dm определяется из условия, что масса частиц более крупных и более мелких, чем dm, составляет по 50%, т.е. искомое значение в ВЛСК определяется пересечением построенного графика с осью абсцисс D= 50%, что соответствует dm =  36 мкм.

Среднее квадратичное отклонение характеризует диапазон размеров час­тиц (чем меньше sч, тем однороднее пыль по дисперсному составу) и определя­ется по формуле

<img width=«91» height=«26» src=«ref-2_132559630-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">,                                                           

где <img width=«22» height=«24» src=«ref-2_132478035-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">, <img width=«32» height=«26» src=«ref-2_132559955-130.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034"> – диаметры частиц, найденные из условия, что масса всех частиц, соответственно меньших <img width=«22» height=«24» src=«ref-2_132478035-109.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">, <img width=«32» height=«26» src=«ref-2_132559955-130.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036"> составляет 50; 15,9% от общей массы пыли.

В правом верхнем углу рис. 5 нанесена номограмма для графического оп­ределения значения lgsч, который определяется по соответствию наклона инте­гральной функции распределения частиц по размерам наклону линий на номо­грамме. В данном случае  lgsч = 0,43.

Определенный по номограмме d15,9 = 13,5, таким образом, sч= 36/13,5 = 2,67, соответственно lgsч= lg2,67 = 0,43.
<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1266 _x0000_s1267 _x0000_s1268 _x0000_s1269 _x0000_s1270 _x0000_s1271 _x0000_s1272 _x0000_s1273 _x0000_s1274 _x0000_s1275 _x0000_s1276 _x0000_s1277 _x0000_s1278 _x0000_s1279 _x0000_s1280 _x0000_s1281 _x0000_s1282 _x0000_s1283 _x0000_s1284 _x0000_s1285">3. Требования к очистке воздуха, выбрасываемого в атмосферу

С цельюзащиты атмосферы выбросы вентиляционных систем должны очищаться с максимально возможной по технико-экономическим условиям эффективностью улавливания, т.е. концентрация аэрозолей (Ск) в воздухе, прошедшем очистку, не должна превышать величины
<img width=«120» height=«24» src=«ref-2_132564772-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">, мг/м3,

                                                        

где <img width=«15» height=«17» src=«ref-2_132565010-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099"> – объем выброса, тыс. м3/ч;

        <img width=«13» height=«19» src=«ref-2_132565098-89.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100"> – коэффициент, принимаемый в зависимости от ПДК аэрозолей в воздухе рабочей зоны производственных помещений согласнотабл. 4.

Эффективность улавливания – это значение степени очистки, которая определяется по следующим формулам:

<img width=«104» height=«22» src=«ref-2_132565187-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">, %

или

<img width=«152» height=«24» src=«ref-2_132565410-388.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">, %

где G1– масса, задержанной в пылеулавливателе пыли;

G2– масса пыли в воздухе, поступающем в пылеуловитель для очистки;

Сн – концентрация пыли в воздухе, поступающем на очистку, мг/м3;

Ск – конечная концентрация пыли в воздухе прошедшем очистку.

На практике под эффективным улавливанием понимается такое улавливание, при котором эффективность > 95% (т.е. близка к 100 %), а конечная концентрация Ск не превышает ПДК.

<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1286 _x0000_s1287 _x0000_s1288 _x0000_s1289 _x0000_s1290 _x0000_s1291 _x0000_s1292 _x0000_s1293 _x0000_s1294 _x0000_s1295 _x0000_s1296 _x0000_s1297 _x0000_s1298 _x0000_s1299 _x0000_s1300 _x0000_s1301 _x0000_s1302 _x0000_s1303 _x0000_s1304 _x0000_s1305">Таблица 4 

Значения коэффициента
k
в зависимости от величины ПДК

Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе ра­бочей зоны, мг/м3

< 2

2,1-4,0

4,1-6,0

6,1-10

Коэффициент <img width=«14» height=«18» src=«ref-2_132570246-88.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

0,3

0,6

0,8

1,0



kсажа = 0,8

L= 17,64 м3/ч

Определим допустимую концентрацию пыли в воздухе:
Ссажа = (160 – 4 ∙ 17,64) ∙ 0,8 = 71,55 мг/м3
Определим эффективность улавливания:

<img width=«146» height=«24» src=«ref-2_132570334-400.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">, %

        <img width=«22» height=«24» src=«ref-2_132570734-105.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041"> = 3000 мг/м3

        <img width=«22» height=«24» src=«ref-2_132570839-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">= 71,55 мг/м3

Указанные значения были получены в курсовой работе по дисциплине «Промышленная экология» на тему «Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельной».
Е = (3000 – 71,55)/3000 ∙ 100% = 97,6%
 

<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1306 _x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1310 _x0000_s1311 _x0000_s1312 _x0000_s1313 _x0000_s1314 _x0000_s1315 _x0000_s1316 _x0000_s1317 _x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1321 _x0000_s1322 _x0000_s1323 _x0000_s1324 _x0000_s1325">4. Выбор и расчет пылеуловителей
Основной задачей проектирования является удовлетворение требований по эффективности очистки выбросов по остаточной концентрации (Ск) с наименьшими затратами, обеспечение надежности работы пылеуловителей и удобство их эксплуатации.

Определив группу пыли по её дисперсности, выбираем класс пылеуловителя, необходимый для достижения требуемой эффективности пылеулавливания.

Для очистки от выбросов от выбросов IIIгруппы по второй ступени выбираем одиночный циклон типа СКЦН-34. Для первой ступени – ЦН-11.

Эффективность улавливания пыли в циклонах повышается с уменьшением диаметра корпуса, но при этом снижается их пропускная способность. Для обеспечения соответствующей производительности пневмотранспортной установки небольшие циклоны группируют в батарею.

Коэффициент пылеулавливания батареи циклонов составляет 0,76-0,85 и несколько повышается с увеличением входной скорости (с 11 до 23 м/с).

При выборе типа пылеуловителя учитывают следующие показатели:

— степень пылеулавливания, равную отношению количества пыли, задержанной пылеуловителем, к количеству пыли, содержащейся в воздухе при его поступлении в пылеуловитель;

— сопротивление пылеуловителя, от которого зависит экономичность процесса пылеулавливания;

— габаритные размеры и масса пылеуловителя, надежность и простота его обслуживания.

Циклоны рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами) очистки.
<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1326 _x0000_s1327 _x0000_s1328 _x0000_s1329 _x0000_s1330 _x0000_s1331 _x0000_s1332 _x0000_s1333 _x0000_s1334 _x0000_s1335 _x0000_s1336 _x0000_s1337 _x0000_s1338 _x0000_s1339 _x0000_s1340 _x0000_s1341 _x0000_s1342 _x0000_s1343 _x0000_s1344 _x0000_s1345">Основными элементами циклонов являются корпус, выхлопная труба и

бункер. Газ поступает в верхнюю часть корпуса через входной патрубок, приваренный к корпусу тангенциально. Улавливание пыли происходит под действием центробежной силы, возникающей при движении газа между корпусом и выхлопной трубой. Уловленная пыль ссыпается в бункер, а очищенный газ выбрасывается через выхлопную трубу.

В зависимости от производительности циклоны можно устанавливать по одному (одиночные циклоны) или объединять в группы из двух, четырех, шести или восьми циклонов (групповые циклоны).

Существуют батарейные циклоны. Конструктивной особенностью последних является то, что закручивание газового потока и улавливание пыли в них обеспечивается размещенными в корпусе аппарата циклонными элементами.
<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1346 _x0000_s1347 _x0000_s1348 _x0000_s1349 _x0000_s1350 _x0000_s1351 _x0000_s1352 _x0000_s1353 _x0000_s1354 _x0000_s1355 _x0000_s1356 _x0000_s1357 _x0000_s1358 _x0000_s1359 _x0000_s1360 _x0000_s1361 _x0000_s1362 _x0000_s1363 _x0000_s1364 _x0000_s1365">4.1 Расчет диаметра циклона ЦН-11

 

 Диаметр циклона рассчитывается по формуле

                                                 <img width=«12» height=«22» src=«ref-2_132584289-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043"><img width=«142» height=«30» src=«ref-2_132584362-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">;                                                где D– внутренний диаметр циклона, мм;

         Q– количество очищаемого газа при рабочих условиях, м3/с;

          Wопт– оптимальная скорость очищаемого газа, м/с.
Q= 4,9 м3/с; Wопт = 3,5 м/с.

D= (4 ∙ 4,9/(3,14 ∙ 3,5))0,5 = <metricconverter productid=«1,335 м» w:st=«on»>1,335 м = <metricconverter productid=«1335 мм» w:st=«on»>1335 мм.

Полученное значение диаметра округляем до ближайшего к расчет­ному значению внутреннего диаметра циклона согласно параметрического ряда внутренних диаметров циклонов, принятого в России.

Таким образом, получаем D= <metricconverter productid=«1400 мм» w:st=«on»>1400 мм.
Расчет конструктивных данных циклона
ЦН-11


  

По диаметру циклона рассчитываем значения всех конструктивных па­раметров выбранного циклона.

Действительную скорость движения очищаемого газа в циклоне в соот­ветствии с выбранным его диаметром находим по формуле

                                                   <img width=«194» height=«39» src=«ref-2_132584675-886.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">,                                                                                                         

где n– число параллельно подключенных циклонов;

               D– внутренний диаметр циклона, мм;

                Q– количество очищаемого газа при рабочих условиях, м3/с;

                W– действительная скорость очищаемого газа, м/с.

Действительная скорость не должна отличаться от оптимальной более чем на 15%.

W= 4 ∙ 4,9/(3,14 ∙ 1 ∙ 1,42) = 3,18 м/с.

<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1366 _x0000_s1367 _x0000_s1368 _x0000_s1369 _x0000_s1370 _x0000_s1371 _x0000_s1372 _x0000_s1373 _x0000_s1374 _x0000_s1375 _x0000_s1376 _x0000_s1377 _x0000_s1378 _x0000_s1379 _x0000_s1380 _x0000_s1381 _x0000_s1382 _x0000_s1383 _x0000_s1384 _x0000_s1385">По рассчитанным данным определяем величину потерь давления в циклоне:

                                                     <img width=«261» height=«27» src=«ref-2_132590009-498.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">,

где <img width=«25» height=«17» src=«ref-2_132590507-107.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102"> – потери давления в циклоне, Па;

К1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона;

К2 – поправочный коэффициент на запыленность газа (табл. 7);

<img width=«39» height=«27» src=«ref-2_132590614-165.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103"> – коэффициент сопротивления одиночного циклона <img width=«57» height=«19» src=«ref-2_132590779-145.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">мм,                                               

ρ– плотность воздуха, в расчете принимается равной 1,2 кг/м3;

W– действительная скорость движения очищаемого газа в циклоне, м/с.
Коэффициент гидравлического сопротивления <img width=«32» height=«22» src=«ref-2_132590924-129.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046"> зависит от типа ци­клона, его диаметра (коэффициент <img width=«16» height=«22» src=«ref-2_132591053-98.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">) и концентрации пыли в очищаемом газе (коэффициент <img width=«18» height=«22» src=«ref-2_132591151-124.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">)

К1 = 1, К2  = 0,96, к(s) = 250

При подстановке данных получаем:

DР = [(1 ∙ 0,96 ∙ 250 + 0) ∙ 1,2 ∙ 3,172)]/2 = 1447,04 Па

Рассчитанная величина потери давления является приемлемой для дан­ного типа циклона. Рассчитываем полный коэффициент очистки газов в циклоне.

Определив параметры dТ50и lgsТh, которые характеризуют парциаль­ную эффективность выбранного циклона при указанных условиях, опреде­ляем значение параметра d50при рабочих условиях (диаметре циклон, скоро­сти потока, плотности пыли, динамической вязкости газа) по уравнению:

                                      d50 = dТ50<img width=«62» height=«26» src=«ref-2_132591275-185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">Т∙ (rТ/r) ∙ (m/mТ) ∙ (wT/w),                                                                     

индекс   означает, что данные берутся для типового циклона, а его отсутствие – данные для конкретных условий.

dТ50 = 3,65 ∙ 10-<metricconverter productid=«6 м» w:st=«on»>6м;

D= <metricconverter productid=«0,9 м» w:st=«on»>0,9 м;

DT= 0,6;

<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1386 _x0000_s1387 _x0000_s1388 _x0000_s1389 _x0000_s1390 _x0000_s1391 _x0000_s1392 _x0000_s1393 _x0000_s1394 _x0000_s1395 _x0000_s1396 _x0000_s1397 _x0000_s1398 _x0000_s1399 _x0000_s1400 _x0000_s1401 _x0000_s1402 _x0000_s1403 _x0000_s1404 _x0000_s1405">rТ = 1,93 г/м3;

r= 2,49 г/см3;

m= 22,2 ∙ 10-6Н/см2;

mТ = 22,1 ∙ 10-6Н/см2;

wT= 3,5;

w= 3,17.
Подставляя приведенные выше данные, получаем:

<img width=«475» height=«31» src=«ref-2_132595908-1756.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">= 3,8 мкм.

Эффективность очистки газа в циклоне hцопределяем по формуле

                                   hц = 0,5 ∙ [1 + Ф(х)],                           

где Ф(х) – табличная функция параметра х, определяемого по формуле
<img width=«144» height=«54» src=«ref-2_132597664-473.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">

По таблице 12 [4] определяем значение Фх, представляющее собой полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях.

Подставляя данные, рассчитанные выше:

dm= 36 мкм; d50  = 3,8 мкм; lgsth= 0,352; lgsц = 0,42, получаем:

<img width=«168» height=«50» src=«ref-2_132598137-520.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">

х = 0,9935

   соответственно Ф(х) = 0,8413

На основе данных расчетов определяем эффективность очистки газа в циклоне:

                                       hц = 0,5 ∙ [1 + 0,8413] = 0,926.       

Эффективность очистки составила 92,6%.

<img width=«690» height=«1072» src=«ref-2_132460243-4448.coolpic» v:shapes="_x0000_s1406 _x0000_s1407 _x0000_s1408 _x0000_s1409 _x0000_s1410 _x0000_s1411 _x0000_s1412 _x0000_s1413 _x0000_s1414 _x0000_s1415 _x0000_s1416 _x0000_s1417 _x0000_s1418 _x0000_s1419 _x0000_s1420 _x0000_s1421 _x0000_s1422 _x0000_s1423 _x0000_s1424 _x0000_s1425">4.2 Расчет диаметра циклона СКЦН-34

 

 Диаметр циклона рассчитывается по формуле

                                                 <img width=«12» height=«22» src=«ref-2_132584289-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051"><img width=«142» height=«30» src=«ref-2_132584362-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">;                                                где D– внутренний диаметр циклона, мм;

Q– количество очищаемого газа при рабочих условиях, м3/с;

Wопт– оптимальная скорость очищаемого газа, м/с = 1,7.
Q= 4,9 м3/с
D= (4 ∙ 4,9/(3,14 ∙ 1,7))0,5 = <metricconverter productid=«2,1599 м» w:st=«on»>2,1599 м = <metricconverter productid=«2159,9 мм» w:st=«on»>2159,9 мм.
Полученное значение диаметра округляем до ближайшего к расчет­ному значению внутреннего диаметра циклона в соответствии с  параметрическим рядом внутренних диаметров циклонов, принятого в России: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400, <metricconverter productid=«3000 мм» w:st=«on»>3000 мм.

Таким образом, получаем D= <metricconverter productid=«2000 мм» w:st=«on»>2000 мм.    продолжение
--PAGE_BREAK--