Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Расчет скрубберов ударного действия типа ПВМ



 

Расчеты характеристик скрубберов ПВМ с определением степени очистки обрабатываемых газов выполняются в следующем порядке:

1. По заданному расходу газовых выбросов из табл. 5.18 [1] подбирается типоразмер промывателя и определяется расход газов W / l, м3/(с·м), на 1 м. длины перегородки l. Ориентировочно величину удельного расхода можно принимать в пределах 0,6…2,5 м3/(с·м).

Принимаем промыватель ПВМ-40 с двумя перегородками длиной по 4 м. Так как расход дымовых газов велик, принимаем к проектированию 2 одинаковых скруббера ПВМ с расходом W = 16,11 м3/с в каждой.

Удельный расход газов на 1 м длины перегородки составит:

 

W / l = 16,11 / 8 = 2,01 м3/(с·м)

 

находится в пределах рекомендуемых значений.

2. Рассчитаем гидравлическое сопротивление промывателя по эмпирической формуле:

 

Δр = g · [103 · Δ + 90 · (W / l)0,5], Па (26)

 

где: Δ – расстояние от низа перегородки l до верхнего уровня воды, м. При улавливании среднедисперсной пыли значение Δ принимается в пределах 20…60мм.

Тогда

 

Δр = 9,81 · [103 · 0,02 + 90 · (2,01)0,5] = 9,81·[20+127,59]=1447,9 Па

 

Принимаем к установке вентилятор Ц4 – 76 №10.

3. По использованной ранее формуле определяется параметр осаждения частиц газа в пылеуловителе. Исходя из опытных данных [1] для Δ = 20 мм: D50 = 1,5 мкм, lg ση = 0,17 ,Dm=180мкм, ση = 7.

4. Определяется параметр осаждения х и находится соответствующее ему значение интеграла вероятности Ф(х):

 

Ф(2,24) = 99,18 %

 

Кроме того, коэффициент очистки определяется из показаний вероятностно-логарифмической сетки (линия 5).

 

lg d15,9 = lg ση + lg d50 = 0,17 + lg 1,5 = 0,346

d15,9 = 2,21

 

Из графика по линии степени осаждения находим значения фракционных коэффициентов очистки ηр.

 

Таблица 15

Dp, мкм 3,15 8,15 20,5 32,5
g 0,94 0,90 0,87 0,81 0,72 0,58
Δg 0,06 0,04 0,03 0,06 0,09 0,14 0,58
0,975

 



По фракционным коэффициентам и дисперсному составу загрязнителя подсчитывается полный коэффициент очистки:

 

ηtot = 0,06 · 0,975 + 0,04 · 1 + 0,03 · 1 + 0,06 · 1 + 0,09 · 1 +

+ 0,14 · 1 + 0,58 · 1 = 0,999

 

Полный коэффициент очистки

Степень очистки пылегазовоздушной смеси в скруббере ПВМ велика, т.е. данный вид очистного устройства можно использовать для первой ступени очистки. Однако в случае использования ПВМ возникает необходимость содержать водяное хозяйство, что влечет за собой увеличение энергозатрат, необходимость водоснабжения и водоотведения от аппарата. Поэтому необходимо более тщательно рассмотреть возможности аппаратов сухой очистки.

 


 

Расчет мокрых скруберов.

1. Предварительно принимаем скорость газового потока w = 2 м/с. Принимаем к установке в аппарате щелевые провальные тарелки с живым сечением

0,25 м22. Принимаем ширину щелей b = 0,005 м. Вычислим ориентировочный диаметр аппарата:

(2.1)

Принимаем длину медианной щели lm на 0,01 м меньше диаметра аппарата: lm = 1,22 м. определяем по формуле конструктивный параметр χ:

(2.2)

χ = 0,785 ⋅ 1,22 ⋅ 0,25 / (1,22 ⋅ 0,005) ≅ 46,3.

Экстраполируя данные таблицы 5.17стр.207[1], находим необходимое число щелей N = 60. определяем шаг δ и расстояние b1 между щелями по формулам 2.3, 2.4 :



(2.3)

(2.4)

δ = 1,22 / 60 = 0,0203 м = 20 мм;

b1 = 0,0203 – 0,005 = 0,025 м = 25 мм.

общая длина всех щелей составит в соответствии с формулой (2.5):

(2.5)

ltot = 0,785 ⋅ 1,22 ⋅ 0,25 / 0,005 = 56,5 м.

 

2. За отстутствием требования охлаждения газов при обработке принимаем

удельное орошение WL / WG = 0,6 ⋅ 10–3 м33. По соотношению (2.6) находим

плотность орошения, принимая в качестве орошающей жидкости воду:

(2.6)

ρir = 0,4 ⋅ 10–3 ⋅ 2 ⋅ 1000 = 0,8 кг/(м2с).

3. находим значение скорости потока методом последовательных прибли-

жений. вначале по формулам (2.7), (2.8) определяем максимальную скорость

потока:

(2.7)

(2.8)

где ρst=1кг/(м2с)-стандартная плотность орашения

lg wmax = (1350 ⋅ 2 ⋅ 0,005 ⋅ 0,252 / 1,643) + 0,154 =0,84375/1,643+0,154= 0,667;

wmax = 4,6 м/c.

При вычислениях использовалось значение плотности газов перед аппара-

том ρ120 = 1,72 кг/м3.

Поскольку условие w≤wmax≤1.1w не выдерживается, очевидно, что даже дальнейшее варьирование скоростью потока не приведет к увязке.

Переходим к изменению геометрических характеристик решетки. При-

нимаем минимальные значения из рекомендуемых пределов: b = 0,004 м;

ffr = 0,15 м22. тогда при прежних значениях режимных параметров w = 2 м/с

и ρir = 1,2 кг/(м2с) находим:

 

lg wmax = (1350 ⋅ 2 ⋅ 0,004 ⋅ 0,152 / 1,643) + 0,154 = 0301;

wmax = 1,9 м/c.

Поскольку теперь условие практически соблюдается принимаем скорость потока wmax = 2 м/c

4. Так предворительное значение скорости потока принятот за окончательное, диаметры аппарата и решетки также не изменяются. Следовательно, не изменяется параметр χ, число щелей N=60 и шаг δ = 20 мм. Промежуток между щелями увеличивается на 1мм и составит 26 мм. Общая длинна всех щелейтакже останется прежней.

5. Определяем по формулам (2.9,2.10) гидравлическое сопротивление тарелки со слоем пены, учитывая, что при температуры воды 200С коэффициент поверхностного натяжения σL=72,8·10-3 Н/м.

,(2.9)

 

где Δpσ-сопротивление возникающее из-зс действия сил поверхностного натяжения,Па.

Для щелевых тарелок

(2.10)

Тогда:

6.Найдем высоту слоя жидкости на тарелке по зависимости (2.11) :

(2.11)

Коэффициент гидравлического сопротивления сухой дырчатой тарелки толщиной 4…6 мм можно принимать в пределах 1,6..1,7.

Затем по формуле (2.12) определяем величину брызгоуноса:

(2.12)

Где hb-исходная высота слоя жидкости на тарелке,м.

7.Для определения полного коэффициента очистки вычисляем параметр осаждения х по формуле (2.13), используя эмпирические значения D50=0,85мкм; lgσn=0,769 и величины Dm=180мкм, σ=7

 

(2.13)

 

Определим высоту слоя пены по формуле (2.14):

 

(2.14)

Кроме того, коэффициент очистки определяется из показаний вероятностно-логарифмической сетки (линия 4 ).

 

lg d15,9 = lg ση + lg d50 = 0,769 + lg 0,85 = 0,698

d15,9 = 4,9

 

Из графика по линии степени осаждения находим значения фракционных коэффициентов очистки ηр.

 

Таблица 15

Dp, мкм 3,15 8,15 20,5 32,5
g 0,94 0,90 0,87 0,81 0,72 0,58
Δg 0,06 0,04 0,03 0,06 0,09 0,14 0,58
0,76 0,91 0,94 0,97 0,987 0,996

 

По фракционным коэффициентам и дисперсному составу загрязнителя подсчитывается полный коэффициент очистки:

 

ηtot = 0,06 · 0,76 + 0,04 · 0,91 + 0,03 · 0,94 + 0,06 · 0,97 + 0,09 · 0,987 +

+ 0,14 · 0,996 + 0,58 · 1 =0,0456+0,0364+0,0282+0,0582+0,08883+0,1394+0,58= =0,976

 

Выполним пересчет коэффициента очистки:

Судя по полученному результату, степень очистки дымовых газов состава в пенном аппарате выше чем в рассмотренных циклонах.Однако в виду общего недостатка всех мокрых способов очистки – образования загрязненных стоков, применение циклона в данном случае не целесообразно.


 

Расчет рукавных фильтров

 

Расчет площади фильтрующей поверхности проводится в следующем порядке.

1. С учетом физико-химических характеристик выбросов, характера производства, технико-экономических и других факторов обосновывается эффективность очистки газов посредством фильтрации, принимается тип фильтрующей среды и фильтра.

Согласно заданию частицы от 10-40 мкм в основной своей массе полые сферы и обломки сфер с пористой поверхностью. По заданной температуре газов Т = 120 °С = 393 °К из таблицы 5.35 подбираем материал фильтра – стеклоткань, которому соответствуют фильтры типа ФР-5000. Из таблиц 5.37 и 5.38 [1] выписываются характеристики фильтра:

- площадь фильтровальной поверхности 5000 ;

- количество секций 8 шт.;

- количество рукавов в секции 504 шт.;

- диаметр рукава 127 мм;

- высота рукава 3,09 м;

- габариты фильтра (длина х ширина х высота, м) 29 х 7 х 14,5 ;

- гидравлическое сопротивление в рабочем состоянии 1500-2000 Па;

2. По общему расходу запыленных газов W=16,11 м3/с, расхода газов на регенерацию обратной продувкой, принимаемый равным 10% от общего расхода, т.е. W1=1,61 м3/с, и удельной нагрузке, допустимой для выбранного типа фильтра, принимаемой из табл. 5.42 [1] в зависимости от вида загрязнителя и способа регенерации и равной Wsf = 0,0013 м3/(м2·с) [обратная продувка], определяется рабочая площадь фильтрации:

 

 

Принимаем к установке фильтр ФР-5000 с общей площадью фильтрации 5000 м2.

3. К рабочей площади фильтрации добавляется величина площади фильтрации секций, отключаемых на регенерацию:

 

ftot = fwr + f1, м2 (32)

 

Площадь секций, отключенных на регенерацию, находится из соотношения:

 

f1 = N · fN · τ · n / 3600, м2 (33)

 

где: N – число секций в фильтре;

fN – площадь фильтрации одной секции, м2;

τ – время отключения секции на регенерацию, с;

n – количество регенераций за 1 час.

Для регенераций обратной продувкой оценочно принимается n = 1…10, τ=2…20 c [1].

Тогда

 

f1 = 8 · 625 · 15 · 10 / 3600 = 208,33 м2

ftot =1363,1 + 208,33 = 1571,4 м2

 

4. Требуемое количество секций находится по соотношению:

 

N = ftot / fN = 1571,4 / 625 = 2,5=3секций

Что соответствует требуемым параметрам.

 

5. Максимально допустимое сопротивление рукавного фильтра 2000 Па, потери давления в газоходе принимаются примерно равными 500 Па. Тогда можно использовать вентилятор типа ВДН N 12,5 с подачей 7 м3/с, давлением 2580 Па и потребляемой мощностью 22 кВт.

Согласно теоретическим расчетам и практическим наблюдениям, рукавные фильтры со стекловолокном обеспечивают наибольшую степень очистки по сравнению с рассмотренными ранее аппаратами. Что позволяет использовать фильтрФР-5000.


Расчет электрофильтров

 

Электрофильтры обеспечивают степень очистки более 99% в широких пределах концентраций и дисперсности частиц при низких гидравлических сопротивлениях и невысокой затрате электроэнергии. Их можно использовать в высокотемпературной, влажной и коррозионной среде.

К основным недостаткам электрофильтров следует отнести высокую металлоемкость и большие габариты.

Вычисление ориентировочной степени очистки выбросов в сухих электрофильтрах от пыли, имеющей среднее значение УЭС =1011 , выполняется в следующем порядке.

1. Выбирается из действующих каталогов электрофильтр горизонтальный модификации A : ЭГА 1-10-6-4-3, 10-ходовой , с активной высотой электродов 6 м, с 4 осадительными элементами в каждом поле( с длинной актиного поля 3,84 м ), трехпольный, с площадью активного сечения f = 16,5 м2. (табл. 5.43 [1]).

Подсчитывается скорость газов в активном сечении:

 

w = W / f = 16,11 / 16,5 = 0,976 м/с

 

Находится величина параметра вторичного уноса при встряхивании осадительных электродов из уравнения:

 

(34)

 

где: wrl, hrl, mrl – относительные скорость газа, высота и пылеемкость осадительных электродов, вычисленные как отношения действительных значений указанных характеристик к базовым, принимаемым соответственно 1 м/с, 6 м, 1кг/м2.

Относительная скорость газов составит:

 

wrl = w / 1 = 0,976 / 1 = 0,976 м/с

 

Относительная длина электродов составит:

 

hrl = h / 8 = 6 / 8 = 0,75 м

 

Ориентировочная величина пылеемкости m определяется как количество пыли, осевшее на площади f = 952 м2 за время между регенерациями τ = 14400 с (4 часа) при W = 16,11 м2/с, z = 9,21 ∙ 10-3 кг/м2 и степени улавливания 98%.

 

m = W ∙ z ∙ τ ∙ η / f = 16,11 ∙ 9,21 ∙ 10-3 ∙ 14400 ∙ 0,98 / 952 = 2,19 кг/м2

 

Тогда относительная пылеемкость:

 

mrl = m / 1 = 2,19 кг/м2

 

Теперь по формуле (34) определим параметр вторичного уноса:

 

Kfl = 1 – 0,275 ∙ 0,9760,35 ∙ 0,750,51 ∙ exp(-1,72 ∙ 2,19) =1-0,2726·0,863·0,0231= =0,994

 

2. Величина конструктивного размера А принимается по данным табл. 5.46 [1], составленной для значения относительной площади frl (отношения площади активной зоны к площади поперечного сечения корпуса). Для электрофильтров марки ЭГА frl = 0,9 (согл. [1]). Значение параметра А подбирается по дисперсии пыли заданного состава σ = 7 и коэффициенту k, определяемому формулой:

 

k = 0,55 ∙ 10-4 ∙ T ∙ [(1 / p) + (10 / E)] / D50 (35)

 

где: Т, р – температура, К и давление, Па, равна 101325 – 5000 = 96325 Па [1], газового потока;

D50 – медианный диаметр частиц загрязнителя, м;

Е – напряженность электрического поля у осадительного электрода, В/м.

Напряженность Е поля у осадительного электрода зависит от напряжения на электродах, их размеров, формы, состояния, от параметров выбросов и многих других факторов. Она вычисляется по формуле:

 

Е = U / [δ ∙ ln(D1 / D2)], В/м (36)

 

где: U – разность потенциалов на электродах, В, принимаем равной 50 кВ [1];

D1, D2 – соответственно внутренний диаметр осадительного и диаметр коронирующего электродов, м, равные D1 = 0,3 м, D2 = 0,03 м [1];

δ – расстояние от поверхности коронирующего электрода до внутренней поверхности осадительного электрода, равное:

 

δ = [(D1 / 2) – (D2 / 2)] = [(0,3 / 2) – (0,03 / 2)] = 0,135 м

 

Тогда:

 

Е = 50 ∙ 103 / [0,135 ∙ ln(0,3 / 0,03)] = 161,29·103 В/м

k = 0,55 ∙ 10-4 ∙ 393 ∙ [(1 / 98325) + (10 / 161290)] / 1,1 · 10-6 = 0,0216·[0,000010170,082+0,000062]=216·10-4·0,7217·10-4/30·10-6= 0,2

 

Из табл. 5.46[1] при k = 0,2, σ = 7,0, frl = 0,9 значение параметра А = 1,586.

3. Безразмерный параметр, зависящий от соотношения электрических и аэродинамических сил, находится из соотношения:

 

β = ε0 ∙ E2 ∙ D50 ∙ l / (w ∙ krg ∙ η ∙ δ) (37)

 

где: ε0 – электрическая постоянная, Ф/м, ε0 = 8,85 ∙ 10-12 Ф/м;

l – активная длина электрофильтра, м, равна l = 13,44 м;

krg – коэффициент равномерности газового потока, равен krg = 0,85 [1];

η – коэффициент динамической вязкости газа-носителя.

Величина параметра β:

 

β = 8,85 ∙ 10-12 ∙ (161,29 ∙ 103)2 ∙ 1,1 · 10-6 ∙ 13,44 / (0,976 ∙ 0,2 ∙ 14,4 ∙ 10-6 ∙ 0,135) = 0,6782·10-6/0,3794·10-6 =1,787

 

4. Степень очистки дымовых газов в электрофильтрах вычисляется по формуле:

 

ηtot = 1 - exp (-Kfl ∙ A ∙ β0,42) (38)

 

ηtot = 1 - exp (-0,994 ∙ 1,586 ∙ 1,7870,42) = 1 - 0,133 = 0,867

 

Степень очистки дымовых газов в запроектированном типе электрофильтра не высока ηtot = 86,7%, и к тому же УЭС 1011Ом·м, что не позволяет использовать фильтр ЭГА 1-10-6-4-3 в качестве второй ступени очистки,


Просмотров 657

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2020 год. Все права принадлежат их авторам!