Расчет аппаратов газоочистки

 

На первом этапе курсовой работы необходимо научиться выполнять конструктивный расчет аппаратов сухой очистки, то есть рассчитывать циклон, пористый фильтр, либо электрофильтр в зависимости от варианта задания. Данный расчет позволит по исходным данным выполнить конструктивную схему аппарата защиты окружающей среды.

Задание по расчету аппаратов сухой очистки

Задание 1- Циклон

Рассчитать газоочистной аппарат (циклон) для разделения взвешенных частиц от газового потока.

В таблице 3 приведены исходные данные:

1. объем очищаемого газа Qм³/с;

2. плотность газа при рабочих условиях p (кг/м³);

3. динамическая вязкость газа при рабочей температуре, μ, Па с;

4. дисперсный состав пыли d₅₀ мкм;

5. , мкм – медианный размер частиц пыли,

6.  – стандартное отклонение размеров частиц пыли,

7.  – входная концентрация пыли,

8.  – плотность частиц пыли,

9.  – требуемая эффективность очистки газа.

Исходные данные необходимо взять из таблицы 3 по заданному варианту. Начертить схему циклона по результатам расчета.

 

 

Таблица 3 – Исходные данные к заданию 1

N	Наименование оборудования
1	Клинкерно-обжиговая печь	20	1,29	17,3	23	0,501	30	2000	0,85
2		26	1,29	17,3	20	0,602	10	2000	0,80
3		10	1,29	17,3	14	0,535	25	2000	0,80
4		16	1,29	17,3	9	0.497	20	2000	0.80
5	Шахтная мельница	0.1	1,29	17,3	56	0,97	00	2240	0,80
6	Крекинг-установка	2	1,29	17,3	16	0,250	10	2600	0,85
7		10	1,29	17,3	14	0,250	20	2600	0,85
8	Крекинг-установка	10	1,29	17,3	7	0,301	15	2600	0,85
9	Углесушильный барабан	5	1,29	17,3	15	0,334	50	1350	0.80
10	Шаровая мельница	1	1,29	17,3	6	0.468	20	2900	0,80
11	Вращающаяся цементная печь	10	1,29	17,3	7	0,345	40	2000	0.80
12	Вращающаяся цементная печь	10	1,29	17,3	18	0,652	20	2000	0,85
13	Электролизер алюминия	5	1.29	17,3	10	0,352	1	2700	0,85
14	Вращающаяся печь обжига	2	1,29	17,3	13	0.215	100	2900	0,85
15	Вращающаяся печь обжига	3	1.29	17,3	8	0,506	40	2650	0.80
16	Распылительная сушилка	10	1,29	17,3	8	0,210	4	1800	0.80
17	Барабанная сушилка	10	1,29	17,3	15	0,360	10	1800	0,80
18		12	1,29	17,3	11	0.360	20	1800	0,80
19	Барабанная сушилка	8	1,29	17,3	20	0,352	0	2700	0,85
20	Цементная мельница	5	1,29	17,3	12	0,468	60	2900	0,85
21	Наждачный станок	0,5	1.29	17,3	38	0.214	10	2500	0.85
22	Шаровая мельница	3	1,29	17,3	9	0,385	10	2900	0,80
23	Электролизер алюминия	8	1,29	17,3	10	0.468	2	2700	0.85
24	Наждачный станок	0,6	1,29	17,3	30	0.312	5	2500	0,85
25	Шаровая мельница	2	1,29	17,3	6	0,268	0	2900	0.80
26	Наждачный станок	0,8	1,29	17,3	30	0.314	8	2500	0,85
27	Наждачный станок	10	1,29	17,3	6	0,468	10	2000	0.80
28	Шаровая мельница	12	1,29	17,3	7	0.214	2	2000	0,80
29	Наждачный станок	8	1,29	17,3	18	0,385	15	2240	0.80
30	Барабанная сушилка	5	1,29	17,3	10	0.468	10	2600	0,85

 

Таблица 4 - Соотношение размеров в долях диаметра  для циклонов

Размеры	Тип циклона
Наименование	Обозначение	ЦН-15	ЦН-15У	ЦН-24	ЦН-11	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34
Внутренний диаметр выхлопной трубы		0,59  для всех типов				0,334	0,340
Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия		0,3–0,4  для всех типов				0,334	0,229
Ширина входного патрубка в циклоне (внутренний размер)		0,2  для всех типов				0,264	0,214
Ширина входного патрубка на входе (внутренний размер)		0,26  для всех типов				–	–
Длина входного патрубка		0,6  для всех типов				0,6	0,6
Диаметр средней линии циклона		0,8  для всех типов
Высота установки фланца		0,1  для всех типов				0,1	0,1
Угол наклона крышки и входного патрубка циклона						–	–
Внутренний диаметр циклона		–	–	–	–	–	–
Высота входного патрубка (внутренний размер)		0,66	0,66	1,11	0,48	0,535	0,2– 0,3
Высота выхлопной трубы		1,74	1,5	2,11	1,56	–	–
Высота цилиндрической части циклона		2,26	1,51	2,11	2,06	0,55	0,515
Высота конуса циклона		2	1,5	1,75	2,0	3	2,11
Высота внешней части выхлопной трубы		0,3	0,3	0,4	0,3	0,2 – 0,3	0,515
Общая высота циклона		4,56	3,31	4,26	4,38	–	–
Высота заглублений выхлопной трубы		–	–	–	–	0,535	0,515
Радиус улитки входного патрубка		–	–	–	–	*
						135^0	135^0

 

 

Задание 2 – Металлический фильтр

Рассчитать параметры пористого металлического фильтра для очистки воздуха от пыли глинозема, при нормальном атмосферном давлении (Р_атм=100 кПа) и температуры воздуха 20 ⁰С. Начальное сопротивление фильтра P_нач=10 кПа. Плотность частиц загрязнителя ρч=3,9∙10³ кг/м³. Пористость осадка По =0,5. Вязкость воздуха при 20 °С: μ=18∙10-6 Па∙с.

Другие исходные данные по вариантам представлены в таблице 3: расход воздуха Q; концентрация пыли в воздухе c_вх; требуемая тонкость очистки d_{то абс}; наибольшее допустимое (конечное) сопротивление фильтра ΔРкон; время непрерывной работы фильтра τ.

Таблица 5 – Исходные данные к заданию 2

№ вар	Q, м^3/ч	Свх, мг/м^3	dто абс, мкм	ΔРкон кПа	τ, ч	Пористый материал	Форма частиц	П	h, мм
1	150	5	5	20	50	бронза	сфера	0,33	1
2	160	10	4	25	45	Ст50ХГ	сфера	0,25	0,7
3	170	35	10	20	20	железо	тарельчатая	0,38	2
10	180	8	6	20	40	бронза	сфера	0,33	1,2
12	140	10	5	16	40	бронза	сфера	0,31	1
13	145	9	6	20	40	Ст50ХГ	сфера	0,25	0,9
14	149	5	5	20	50	бронза	сфера	0,33	1
16	155	8	6	25	45	бронза	тарельчатая	0,37	1,8
18	168	12	5	28	40	Ст50ХГ	сфера	0,22	0,67
20	190	32	6	23	25	железо	сфера	0,41	2,5
21	165	30	7	25	40	бронза	сфера	0,22	1,9

 

 

Задание 3 - Электрофильтр

Рассчитать электрофильтр заданной марки, представленной в таблице 4. Для расчета электрофильтра необходимы следующие исходные данные.

Исходные данные:

- объемный расход газа Q и другие параметры очищаемых газов;

- концентрация и некоторые другие свойства пыли;

- требуемая степень очистки газа.

Таблица 6 – Исходные данные к заданию 3

№ вар	Тип электрофильтра	Н, R, мм	U, кВ	Q, м^3/с	W г м/с	μ∙10^-6, Па ∙с	d, мкм	ε	η
1	КТ-9(Тр)	120	25	8	1,1	21.6	1	15	0,95
2	ШМК-4,5(Тр)	110	25	5	1,0	21,5	2	5	0,95
3	УГ (П)	137,5	35	150	0,7	22,2	30	4	0,98
4	ЭГА (П)	150	40	200	1,5	20,1	10	7,5	0,95
5	ЭГТ (П)	130	30	40	0,9	18,8	2	5	0,90
6	УВ (П)	137,5	35	60	1,2	17,5	1	15	0,88
7	ЭГТ (П)	110	30	45	1.2	19,8	2	5,5	0,93
9	УГ (П)	125	40	100	0,7	22,2	27	4	0,97
11	ЭГА (П)	130	40	180	0,9	21,1	11	6	0,96
15	ЭГА (П)	125	30	180	1,4	19,8	9	8	0,97
24	КТ-9(Тр)	130	40	7	1,3	22,3	4	8	0,95
26	ШМК-4,5(Тр)	120	35	6	1,4	21,9	3	12	0,96
29	УГ (П)	140	30	120	0,8	22,8	25	5	0,99

Примечание: А – модифицированный; В – вертикальный; Г – горизонтальный; У – унифицированный; Ш – шестигранные электроды; М – мокрый; П – пластинчатый; К – кислотный; Тр – трубчатый; Т –температурный; Э –электрофильтр.

Задание по расчету аппаратов мокрой очистки газов

На втором этапе курсовой работы необходимо научиться выполнять конструктивный расчет аппаратов мокрой очистки.

Задание 4 – Скруббер и форсунка

Для расчета скруббера и форсунки необходимы следующие исходные данные:

¾ расход очищаемого газа Q_газ(м/с);

¾ скорость потока (м/с);

¾ требуемая производительность форсунки Q (м³/с);

¾ перепад давления ∆Pж (Па);

¾ корневой уголь факела β (град);

¾ свойства жидкости: плотность жидкости _pж (кг/м³); вязкость µ_ж – (Па∙с) и поверхностное натяжение σ;

¾ плотность p_г и вязкость µ_г окружающего газа;

¾ коэффициент расхода γ.

Исходные данные представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Исходные данные к заданию 4

№ вар	Qгаз, м^3/ч	Q, м^3/ч	v м/с	∆Pкон ,МПа	γ	β
1	3000	30	0,5	0,5	0,85	60
2	2500	25	0,4	0,4	0,80	65
3	2000	20	0,3	0,3	0,75	70
4	1500	15	0,2	0,2	0,73	75
5	1000	10	0,15	0,15	0,70	80
6	500	5	0,15	0,15	0,65	60
7	2200	22	0,45	0,45	0,67	70
9	1800	30	0,4	0,4	0,7	65
11	1250	25	0,2	0,21	0,70	75
12	2500	25	0,3	0,3	0,8	65
13	2750	28	0,35	0,35	0,79	64
14	3000	30	0,5	0,5	0,85	55
15	2700	28	0,45	0,4	0,78	70
17	3200	32	0,5	0,5	0,87	60
18	2800	20	0,4	0,45	0,82	65
19	2400	18	0,3	0,35	0,77	70
21	1800	20	0,2	0,25	0,74	75
23	1200	13	0,15	0,15	0,71	80
25	750	9	0,18	0,15	0,66	65
26	2450	26	0,45	0,5	0,68	75
27	2550	24	0,35	0,35	0,83	65
28	3200	35	0,56	0,5	0,8	60