Аппараты сухой механической очистки выбросов. Расчет циклонов

Введение
1.Проблемы загрязнения воздуха
2. Методы очистки воздуха
2.1.Механические методы
2.2. Физические методы
2.3. Физико-химические методы
2.4.Термический метод
3. Циклон ЦН-11
3.1.Работа циклона
3.2.Применение циклонов ЦН -11
3.3.Конструкция циклонов ЦН-11
3.4.Рекомендации по использованию циклонов типа ЦН-11
3.5.Условное обозначение циклонов ЦН 11
3.6. Основные параметры циклонов ЦН-11
4. Расчетная часть.
Заключение
Список литературы

1.Проблемы загрязнения воздуха

Загрязнение атмосферы Земли — принесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.
Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) за 2014 год, ежегодно в мире примерно 3,7 миллионов человек умирает из-за загрязнения атмосферного воздуха. Общее количество смертей, связанных с воздействием загрязненного воздуха как в помещениях, так и в атмосфере, достигает 7 миллионов в год[1].
...

2. Методы очистки воздуха

Методы, применяемые для очистки воздуха от пылевых и газообразных загрязнителей, и требуемая эффективность очистки определяются в первую очередь санитарными и технологическими требованиями и зависят от физико-химических свойств самих примесей, от состава и активности реагентов и от конструктивного решения устройств, применяемых для очистки. В связи с этим применяемые методы очистки весьма разнообразны и отличаются как по конструкции аппаратов, так и по технологии обезвреживания.
Существуют следующие методы очистки воздуха:
-механический
-физический
-физико-химический
-термический

2.1.Механические методы
Методы основаны на использовании сил тяжести, сил инерции, центробежных сил, диффузии, захвата и др. К этой группе методов относятся: инерционное пылеулавливание, мокрое пылеулавливание, фильтрация.
Мокрое пылеулавливание основано на промывании запыленного газового потока жидкостью, подаваемой в виде брызг или тумана.
...

2.2. Физические методы
Физические методы базируются на использовании электрических и электростатических полей, процессов охлаждения, конденсации и кристаллизации. Электростатическая очистка газов осуществляется в вертикальных и горизонтальных электрофильтрах, она основана на электризации загрязняющих частиц размером до 0,1 мкм и выделении их из газа под действием электрического поля (до 50 кВ), создаваемого специальными электродами.
Электрофильтры – одно- или двухсекционные аппараты прямоугольной формы. Корпуса аппаратов – стальные, покрытые снаружи теплоизоляцией. Активная зона электрофильтров состоит из осадительных электродов (плоских полотен, набранных из пластинчатых элементов специального профиля) и коронирующих электродов (трубчатых рам, в которых натянуты коронирующие элементы). Расстояние между соседними осадительными электродами (300 мм) является также шириной единичного газового прохода.
...

2.3. Физико-химические методы
 
Физико-химические методы основаны на физико-химических взаимодействиях загрязнителей с очищающими агентами. К таким методам относятся: абсорбция, хемосорбция, адсорбция, каталитический метод, термический метод.
Абсорбция основана на разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов этой смеси жидким поглотителем (абсорбентом). Для удаления из выбросов аммиака, хлористого и фтористого водорода применяют воду. Для удаления ароматических углеводородов используют серную кислоту. В настоящее время наибольшее распространение в качестве абсорберов получили скрубберы-абсорберы (рис.3).

Рис. 3. Орошаемый скруббер-абсорбер с насадкой:
1 – насадка; 2 – разбрызгиватель

Адсорбция основана на извлечении из газов смесей вредных примесей с помощью твердых адсорбентов.
...

3. Циклон ЦН-11
Циклон - воздухоочиститель, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки циклона - инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклоны составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.
К основным характеристикам циклонов относятся:
- эффективность (степень) очистки воздуха от пыли, которую также иногда называют коэффициентом полезного действия циклона, или коэффициентом (степенью) очистки, %;
- гидравлическое сопротивление;
- стоимость очистки;
- производительность циклона по очищаемому газу и энергоемкость, определяемую величиной затрат энергии на очистку 1000 м3 газа.
...

3.2.Применение циклонов ЦН -11
Циклоны ЦН-11 используются для очистки аспирационного воздуха, а также для сухой очистки газов и воздуха, выделяющихся при некоторых процессах производства (обжиг, агломерация, сушка, сжигание топлива и т.д.). Циклон ЦН 11 (пылеуловитель) применяется: на предприятиях черной и цветной металлургии, в химической, нефтяной, машиностроительной промышленности, а также пылеуловитель эффективен на предприятиях энергетики, при производстве строительных материалов и т.д. Также циклоны типа ЦН используются для очистки аспирационного воздуха и представляют собой самую многочисленную группу. Именно они чаще всего используются в промышленности. Циклоны ЦН являются самым простым видом пылеуловителей и работают используя действие центробежной силы. Важно отметить, что циклоны могут использоваться для безотходного производства, так как некоторые виды пыли, что собраны этим пылеуловителем возможно подвергнуть переработке.
...

3.3.Конструкция циклонов ЦН-11
Исходя из производительности по газу и условий применения циклонов пылеуловители изготавливают одиночного исполнения (внутренний диаметр ЦН 11 составляет от 200 до 2000 мм) или группового исполнения - 2, 4, 6 и 8 циклонов одного внутреннего диаметра (от 300 до 900 мм). Групповые циклоны ЦН (пылеуловители) могут быть с камерой очищенного воздуха в виде «улитки» или в виде сборника, а одиночные - только с улиткой. Циклоны ЦН в групповом исполнении способным обеспечить очистку больших объемов газов.
Циклоны ЦН-11 группового исполнения производят с вращением потока газов "левого" или "правого" типа, одиночные циклоны существуют только с вращением "правого" типа.
В зависимости от компоновки групповые циклоны ЦН 11 бывают с камерой очищенного газа (циклон с видом «улитки» или с видом сборника), а одиночные циклоны существуют только в форме «улитки».
Бункеры циклонов ЦН-11 делаются в форме пирамиды.
...

4. Расчетная часть.
В данной курсовой работе предлагаю рассчитать эффективность циклона ЦН-11.
Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности, а также в некоторых моделях пылесосов для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки — инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.
Для расчёта циклонов необходимо иметь следующие данные: объем очищаемого газа–Q [м3/с], плотность газа -[кг/м3], вязкость при рабочей температуре-µ[], дисперсный состав пыли-d50, входная концентрация пыли-Cвх [г/м3], эффективность.
...

Заключение
Циклоны ЦН-11 применяются в промышленном производстве: нефтяном, химическом, черной и цветной металлургии, машиностроительном, деревообрабатывающем и производстве строительных материалов
​ Циклоны ЦН являются наиболее распространенным и простым видом улавливателей пыли.
ЦН-11 предназначены для сухой очистки газов, выделяющихся при некоторых технологических, а также аспирационного воздуха в различных отраслях промышленности.
Применение циклонов типа ЦН-11 недопустимо в условиях токсичных или взрывоопасных сред; их нельзя также использовать для улавливания сильно слипающейся пыли, для очистки газообразной среды, в которой имеется капельно-жидкая фаза или возможна конденсация паров.
Эффективность очистки воздуха в циклоне зависит от дисперсного состава пыли, массы отдельных пылевых частиц, скорости движения воздуха в подводящем патрубке, от конструкции и размеров циклона (чем меньше диаметр циклона, тем выше его эффективность).
...