Очищення вентиляційних викидів

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 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 d_us, 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 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°С;

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

густина пилу ρ_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 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.