Процессы и аппараты пылегазоотчистке.

Содержание
Введение
1. Расчет степени очистки пылеосадительной камеры
2. Расчет степени очистки жалюзийного пылеуловителя
3. Расчет степени очистки циклона
4. Расчет степени очистки батарейного циклона
5. Расчет степени очистки полого газопромывателя
6. Расчет степени очистки ПВМ
7. Расчет степени очистки пенного газопромывателя
8. Расчет степени очистки скруббера Вентури по вероятностному методу
9 .Расчет степени очистки скруббера Вентури по энергетическому методу
10. Расчет степени очистки рукавного фильтра
11. Расчет степени очистки электрофильтра
12. Выбор пылеосадительных устройств
13. Расчет состава пыли после I ступени очистки
Список литературы
?

Согласно заданию частицы от 1,6 до 40 мкм неправильной формы. По заданной температуре газов Т=463 К из таблицы 5.35 [1] подобран материал фильтра –тефлон (фторопласт, полифен), которому соответствуют фильтры типа ФРКДИ-550. Регенерация осуществляется обратной продувкой. Выписываем из таблиц 5.37, 5.38 [1] характеристики фильтра:- площадь фильтровальной поверхности 550 м2,- количество секций - 6 шт.,- количество рукавов в секции - 36 шт.,- диаметр рукава 135 мм,- высота рукава 6 м,- габариты фильтра (lхbхh,мм) 5000x4400x9200 мм,- сопротивление - 2800 Па.2. По общему расходу запыленных газов W=25м3/с, расход газов на регенерацию обратной продувкой, принят равным 10% от общего расхода, т.е. Wl=2,5 м3/с, и удельной нагрузке, допустимой для выбранного типа фильтра, принятой из табл. 5.41[1] в зависимости от вида загрязнителя и способа регенерации и равной Wsf= 0,028м3/(м2-с), определена рабочая площадь фильтрации:fwr = (W +Wl)/Wsffwr = (25 +2,5)/0,028 = 982,14 м2Принимаем к установке 2 фильтра ФРКДИ-550 с общей площадью фильтрации 1100 м2.3. К рабочей площади фильтрации добавлена величина площади фильтрации секций, отключаемых на регенерацию:ftot = fwr + f1Площадь секций, отключеных на регенерацию, найдена из соотношения:f1 = N·fN·τ·n/3600где N - число секций в фильтре, м2, fN,- площадь фильтрации однойсекции, τ, с- время отключения секции на регенерацию, n–количестворегенераций за 1 час. Для регенерации обратной продувкой оценочно принятоn = 10, τ = 5 с (согл. [1]). Тогда:f1 = 6·550·5·10/3600 = 46 м2ftot = 982,14 + 46 = 1028,14 м24. Для определения площади фильтрации одной секции были использованы следующие конструктивные данные: количество рукавов - 36, диаметр рукава - 0,135 м, высота -6 м. Площадь фильтрации одного рукава определена как площадь боковой поверхности цилиндра с одинаковыми диаметром и высотой:fN= 3,14·0,135·6·36 = 91,6 м2Требуемое количество секций определено по соотношению:N = ftot/fN = 1028,14/91,6 = 11 секцийЧисло секций в двухфильтрах ФРКДИ-550 составляет 12, что составляет требуемую величину.5. Принято максимально допустимое сопротивление аппарата 2000 Па. При потере давления в газоходах до 500 Па дутьевым устройством для установки может служить вентилятор типа ВДН №12,5 с подачей 7 м3/с, давлением 2580 Па и потребляемой мощностью 22 кВт.Так как пыль склонна к образованию агрегатов, применение рукавных фильтров не рекомендуется.11. Расчет степени очистки электрофильтраВычисление ориентировочной степени очистки выбросов в сухих электрофильтрах от пыли, имеющей среднее значение УЭС, выполнено в следующем порядке.1. Выбран из действующих каталогов электрофильтр ЭГА 1-14-7,5-4-3 с площадью активного сечения 28,7 м2 . (табл. 5.43[1]). Скорость газов в активном сечении:w = W / f = 25 / 28,7 = 0,87 м/сОтносительная скорость газов составит:wrl = w / l = 0,87 / 1 = 0,87 м/сОтносительная длина электродов:hrl = h /8 = 13,91 / 8 = 1,7мОпределена ориентировочная величина пылеемкости электродов m как количество пыли, осевшее на площади 1656 м2 за время между регенерациями 5400 сек при W=25 м3/с, z=4 10-3 кг/м и степени улавливания 98%:m = W·zτ·n/f = 25·4 10-3·5400·0,98/1656 = 0,32 кг/м2Относительная пылеемкость составит:mrl =m/l = 0,32/1 = 0,32м/сОпределена величина параметра вторичного уноса при встряхивании осадительных электродов из выражения:где wrl, hrl, - относительные скорость газа, высота и пылеемкостьосадительных электродов. Параметр вторичного уноса:2. Определена напряженность поля у осадительного электрода, учитывая, что D1 - шаг между осадительными электродами а = 0,3 м; D2 -расстояние между концами игл иди зубьев коронирующих электродов b = 0,03м; δ - расстояние от конца иглы до осадительного электрода, равное 0,015 м. Расчет произведен на максимальное напряжение U=50кBt.Подсчитан коэффициент к при температуре газа Т=463 К, Рабс=98325 Па и среднем размере дисперсных частиц D50=4,2- 10-6м:Величина конструктивного размера А принимается по данным табл. 5.46[1], составленной для значения относительной площади frl(отношенияплощади активной зоны к площади поперечного сечения корпуса). Для электрофильтров марки ЭГА frl= 0.9 (согл. [ 1 ]). Значение параметра А подобрано по дисперсии пыли заданного состава и коэффициенту к. Из таблицы 5.46[1] при к=0,85, /„ = 0,9значение параметра А=2,4.3. Безразмерный параметр, зависящий от соотношения электрических и аэродинамических сил, определен из соотношения:где =8,85 10-12Ф/м - электрическая постоянная; l, м, - активная длинаэлектрофильтра, равная для фильтра марки ЭГА 1-14-7,5-4-3 l = 8v, δ -расстояние между коронирующим и осадительным электродами, м, -коэффициент размерности газового потока, принимаемый для конструкций с большим числом ходов равным =0.85; η-коэффициент динамическойвязкости газа-носителя для нормальных условий.4. Степень очистки дымовых газов в электрофильтрах вычислена по формуле:Степень очистки дымовых газов в запроектированном типе электрофильтра высока, что позволяет использовать фильтр ЭГА 1-14-7,5-4-3 в качестве второй ступени очистки.12. Выбор пылеосадительных устройствВ данном курсовом проекте предусмотрена двухступенчатая очистка от пыли, выделяющаяся при производстве калийных удобрений. В соответствии с заданием дисперсный загрязнитель находится в твердой фазе. При выборе аппарата кроме степени очистки должны приниматься во внимание характеристики технологического процесса и физико-химические характеристики пыли и выбросов, которые могут повлиять на эффективность его работы. В любом случае, для выбросов с твердой дисперсной частью наиболее целесообразны сухие пылеосадители.В качестве первой ступени очистки выбран один групповой циклон (со степенью очистки 49,06%) из восьми элементов, имеющих ступенчатую компоновку. Такой выбор был сделан из сравнения с другими аппаратами пылегазоочистки, применимыми для первой ступени очистки: пылеосадительная камера имеет низкую степень очистки; жалюзийная решетка также имеет меньшую степень очистки 15,74%. Батарейные циклоны не могут использоваться в виду высокой слипаемости частиц пыли. Мокрые способы очистки не подходят, так как при их использовании расходуется большое количество воды, которую в свою очередь тоже необходимо очищать от загрязнений, что привело бы к огромным затратам. Выбор ЦН-15 оптимален по сравнению со всеми предложенными вариантами, так как он имеет относительно высокий коэффициент очистки и не требует очистки сточных вод.Циклоны типа ЦН-15 получили широкое распространение. Характерными особенностями этого аппарата являются: наличие удлиненной цилиндрической части, угол наклона крышки и входного патрубка равен 15°.Циклон данного типа - высокопроизводительный аппарат. Кроме того, установка одного высокопроизводительного циклона вызывает затруднения из-за его большой высоты. В связи с этим в технике пылеулавливания широкое применение нашли групповые циклоны. Степень очистки в группе циклонов принимается равной степени очистки в одиночном циклоне, входящем в эту же группу. Для подвода газа рекомендуется применять коллекторы. Входные патрубки циклонов присоединены к коллектору посредством фланцев. Коллектор выполнен изодного патрубка, который с одной стороны подсоединяется к циклонам, а с другой - заканчивается общей камерой. Отвод очищенного газа в циклонах осуществляется с помощью улитки, служащей для преобразования вращательного движения газов в поступательное. Сечение выходного отверстия улитки и входного патрубка циклонов выполнено одинаковым.В качестве второй ступени очистки выбран электрофильтр ЭГА 1-14-7,5-4-3. Выбор данного аппарата был сделан также на основе сравнения с аппаратами применимыми для второй ступени очистки: мокрые способы очистки не подходят, так как при их использовании расходуется большое количество воды, которую в свою очередь тоже необходимо очищать от загрязнений. Все выше рассчитываемые аппараты применимые для второй ступени имеют не высокие степени очистки. Электрофильтр ЭГА1-14-7,5-4-Зимеет преимущества: энергия, подводимая к обрабатываемым газам при электроосаждении, расходуется преимущественно на оказание непосредственного воздействия на осаждаемые частицы. Электрофильтры обеспечивают степень очистки более 99% в широких пределах концентраций и дисперсности частиц при низких гидравлических сопротивлениях (порядка нескольких сот Па) и невысокой затрате электроэнергии (около 0,5 кВт-ч на 1000 м3 газов). Их можно использовать в высокотемпературной, влажной и коррозионноактивной среде. Широк и диапазон экономически целесообразной нагрузки по обрабатываемым газам от одного до сотен кубометров в секунду. Основными элементами электрофильтров являются: газоплотный корпус с размещенными в нем коронирующими электродами, к которым подводится выпрямленный ток высокого напряжения, и осадительными заземленными электродами, изоляторы электродов, устройства для равномерного распределения потока по сечению электрофильтра, бункера для сбора уловленных частиц, системы регенерации электродов и электропитание.13. Расчет состава пыли после I ступени очисткиПосле выбора аппаратов для первой и второй ступеней очистки выполнен пересчет состава пыли .1. Для заданного на проектирование дисперсного состава пыли определено содержание каждой фракции qei2. Представлена масса каждой фракции Mei в кг.3. По линии парциальных коэффициентов осаждения для циклона ЦН-15 определены величины фракционных коэффициентов очистки пгдлязаданного состава пыли.4. Масса каждой фракции пыли, уловленной в батарейном циклоне, рассчитана по формуле:Мm = пг·Mei5. Масса каждой фракции пыли, не уловленной в батарейном циклоне, определена по формуле:Mei = Mbi – Msi6. Остаток пыли Meiпрошедшей через батарейный циклон,принимается за 100% и вычисляется его дифференциальное распределение, т.е. содержание каждой фракции в остатке qei7. Суммируются значения qei начиная с самой крупной фракции d = 40 мкм, и получается интегральное распределение состава пыли qeiпо остатку R(d).Расчеты сведены в таблицу 7.№d, мкм<1,61,62,546,3101625401qbi0,020,040,160,170,30,1070,0130,050,1412Мьп кг27,713,42622,510,44,28,15,71003ηpi0,080,090,210,540,680,840,950,960,98-4Msi кг0,160,6932,81414,0415,38,7363,997,7765,5865Mbi кг1,847,00710,58611,967,21,6640,210,3240,11440,9056qei4,5017,1325,8829,2417,604,070,510,790,281007qei100,0095,5078,3752,4923,255,651,581,070,28Построение графика дисперсного состава ведется по значениям ординат R(d) %, нанесенным с правой стороны вероятностно-логарифмической сетки координат.8. Со вновь полученного графика дисперсного состава находятся диаметры частиц пыли, улавливаемых на 15,84%, 50% и 84,16%.Среднее квадратичное отклонение в функции данного распределения равно:9. Исходя из новых значений dso и пересчитываются параметры, запроектированные в расчете электрофильтра по формуле:Из таблицы 5.46[1] при к=0.72, =1,65, frl=0.9значение параметра А=2,45 по формуле:Степень очистки дымовых газов в электрофильтрах вычислена по формуле:10. Общая степень очистки двухступенчатой установки определяется по выражению:Список литературы1. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Посохин В.Н. М.: Экопресс-ЗМ, 1998 -505 с.2. Методические указания к курсовому проекту по процессам аппаратам пылегазооочистки для студентов спец.290700. - КазГАСА. Сост.Юсипова Л.Э. Зиганшин М.Г., Казань, 2000 - 19 с.