Расчет пенного пылеуловителя.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Задание: В соответствии с заданным вариантом рассчитать пенный аппарат, имеющий круглое поперечное сечение, для очистки газа от гидрофильной, несклонной к слипанию, пыли водой.

Исходные данные:

Расход газа, Q =13500 м³/ч

Начальная концентрация пыли в газе, с_н=0, 0054 кг/м³

Концентрация пыли в утечке, х_у=0, 12 кг/кг

Эффективность очистки, η =0, 97

Температура газа Т_г=60 ^оС

Схема пенного пылеуловителя:

Расчёт пенного пылеуловителя.

1. Выбор расчетной скорости газа.

Скорость газа в аппарате – один из важнейших факторов, определяющих эффективность работы аппарата. Для обычных условий рекомендуемая скорость ω = 2 м/с.

2. Определение площади сечения аппарата.

Площадь поперечного сечения аппарата S, м², равна:

где Q_н – расход газа, поступающего в аппарат при рабочих условиях, м³/с; ω – скорость газа, м/с.

В случае круглого поперечного сечения, в котором обеспечивается более равномерное распределение газа, при известной площади сечения S можно определить диаметр корпуса аппарата D, м:

3. Определение расхода поступающей воды.

Расход поступающей воды L, кг/с, рассчитывают, исходя из материального баланса пылеулавливания:

L= L_у+L_сл

где L_у – расход воды, стекающей через отверстия в решетке (утечка), кг/с; L_сл – расход воды, стекающей через сливной порог, кг/с.

Величина L_у определяется массовым расходом уловленной пыли G_п, кг/с; концентрацией пыли в утечке х_у, кг пыли/кг воды; коэффициентом распределения пыли между утечкой и сливной водой К_р, выраженным отношением расхода пыли, попадающей в утечку, к общему расходу уловленной пыли:

Расход уловленной пыли G_п, кг/с, может быть определен из выражения:

Коэффициент распределения Кр находится в диапазоне 0, 6÷ 0, 8; в расчетах обычно принимают К_р = 0, 7.

Поскольку в утечку попадает больше пыли, чем в воду, стекающую через сливной порог, то для уменьшения общего расхода воды целесообразно уменьшать величину L_сл. Однако слишком сильная утечка создает неравномерность высоты слоя воды на решетке. Поэтому в расчетах рекомендуется принимать L_сл = L_у. Исходя из этого, выражение приводится к виду:

4. Определение типа решетки.

В задачу этого этапа расчета входит выбор типа перфорации (круглые отверстия или щели), диаметра отверстия d_о или ширины щели b_щи шага между ними t. Форму отверстий выбирают из конструктивных соображений, а их размер – исходя из вероятности забивки пылью. Обычно принимают b_щ = 2÷ 4 мм, d_о= 2÷ 6 мм, возьмём d_о=4 мм.

Затем выбирают такую скорость газа в отверстиях ω _о, которая обеспечит необходимую величину утечки. При диаметрах отверстий d_о = 2÷ 3 мм скорость газа должна составлять 6÷ 8 м/с, а при d_о = 4÷ 6 мм ω _о=10÷ 13 м/с, принимаем ω _о=10 м/с.

Далее рассчитывают долю свободного сечения решетки S_о, отвечающей выбранной скорости:

, где φ – отношение перфорированной площади решетки к площади сечения аппарата (φ = 0, 9÷ 0, 95), примем φ =0, 925.

Исходя из величины S_о, определяют шаг t, м, между отверстиями в зависимости от способа разбивки отверстий на решетке. При разбивке по равностороннему треугольнику:

5. Определение высоты слоя пены и сливного порога.

Высоту порога на сливе с решетки устанавливают исходя из создания слоя пены такой высоты, которая обеспечила бы необходимую степень очистки газа.

Первоначально определяют коэффициент скорости пылеулавливания К_п, м/с:

Связь между К_п и высотой слоя пены Н, м, при улавливании водой гидрофильной пыли выражается следующим эмпирическим уравнением:

Выводы: рассчитанный аппарат обладает следующими характеристиками: скорость газа в аппарате равна 2 м/с; площадь поперечного сечения аппарата равна 1, 875 м²; расход поступающей воды равен 0, 234 кг/с; выбрали решётку с круглыми отверстиями диаметром 4 мм и расстоянием между ними равным 0, 00278 м;

Расчет скруббера Вентури.

Задание: В соответствии с заданным вариантом рассчитать скруббер Вентури для очистки газов, содержащих известковую пыль.

Исходные данные:

Расход газа V₀, м³/ч ― 1600;

Разрежение перед газоочисткой p₁, кПа ― 1, 6;

Концентрация пыли в газе С_н, г/м³ ― 1, 4;

Температура газа t₁, º С ― 50;

Плотность газа ρ ₀, кг/ м³ ― 1, 26;

Давление воды, поступающей на орошение Р_ж, кПа ― 300;

Требуемая концентрация пыли в газе на выходе из аппарата мг/м³, С_к=20

Константы: В ― 6, 9 х 10^-3; χ ― 0, 67;

Расчёт скруббера Вентури.

1. Определяется необходимая эффективность η работы аппарата:

2. Определяется общее гидравлическое сопротивление Δ р скруббера Вентури:

3. Определяется плотность газа на входе в трубу Вентури при рабочих условиях ρ ₁, кг/м³:

4. Определяется объемный расход газа, поступающего в трубу Вентури при рабочих условиях V₁, м³/с:

5. Определяется расход орошающей воды М_ж, кг/с:

6. Определяется температура газов на выходе из скруббера Вентури t₂, ^оС, по следующей эмпирической формуле:

7. Определяется плотность газов на выходе из скруббера Вентури ρ ₂, кг/м³:

8. Определяется объемный расход газа на выходе из трубы Вентури V₂, м³/с:

9. Определяется диаметр циклона-каплеуловителя D_ц, м:

10. Определяется высота циклона-каплеуловителя Н, м:

11. Определяется гидравлическое сопротивление циклона-каплеуловителя Δ р_ц,

Па:

12. Определяется гидравлическое сопротивление трубы Вентури Δ р_Т, Па:

13. Определяется коэффициент сопротивления, обусловленный вводом орошающей жидкости, для нормализованной трубы Вентури ξ _ж:

14. Определяется необходимая скорость газов в горловине трубы Вентури ω ₂, м/с:

15. Определяется диаметр горловины трубы Вентури d, м:

Выводы: рассчитав аппарат, получили следующие его параметры: общее гидравлическое сопротивление скруббера Вентури равное 14, 31356 кПа; объемный расход газа, поступающего в трубу Вентури, при рабочих условиях равен 32, 06 м³/с; расход орошающей воды равен 0, 0385 кг/с; объёмный расход газа на выходе из трубы Вентури 37, 42 м³/с; диаметр циклона-каплеуловителя равен 4, 372 м; высота циклона-каплеуловителя 10, 93 м; гидравлическое сопротивление циклона-каплеуловителя равно 84, 19 Па; гидравлическое сопротивление трубы Вентури равно 14, 22937 кПа; коэффициент сопротивления, обусловленный вводом орошающей жидкости, для нормализованной трубы Вентури равен 14, 592; необходимая скорость газов в горловине трубы Вентури 35, 827 м/с; диаметр горловины трубы Вентури 1 м.

Расчет абсорбера.

Задание: В соответствии с заданным вариантом найти диаметр и высоту насадочного абсорбера, заполненного керамическими кольцами размером 25× 25× 3 мм, для очистки воздуха от паров ацетона водой.

Исходные данные:

Расход воды L, кг/ч ― 2940

Расход воздуха Q, м³/ч ― 1270

Начальная концентрация ацетона в воздухе у_н, % (об.) ― 5

Степень поглощения, с_п ― 0, 96

Средняя температура в абсорбере Т ― 293 К

Коэффициент массопередачи К_у = 0, 4 кмоль ацетона /(м²·ч × кмоль ацетона / кмоль воздуха)

Коэффициент смоченности насадки ψ = 1.

Уравнение линии равновесия: Y^* = 1, 68 Х

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒