Тема: Безопасность жизнедеятельности (БЖД)


Теги:

1. Подобрать циклон, обеспечивающий степень эффективности очистки газа от пыли не менее h = 0.87

Циклоны предназначены для сухой очистки газов от пыли со средним размером частиц 10…20 мкм. Все практические задачи по очистке газов от пыли с успехом решаются циклонами НИИОГАЗа: цилиндрическим серии ЦН и коническим серии СК. Избыточное давление газов, поступающих в циклон, не должно превышать 2500 Па. Температура газов во избежание конденсации паров жидкости выбирается на 30…500С выше температуры точки росы, а по условиям прочности конструкции – не выше 4000С. Производительность циклона зависит от его диаметра, увеличиваясь с ростом последнего. Цилиндрические циклоны серии ЦН предназначены для улавливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов при начальной запыленности до 400 г/м3 и устанавливать перед фильтрами и электрофильтрами.

Конические циклоны серии СК, предназначенные для очистки газов от сажи, обладают повышенной эффективностью по сравнению с циклонами типа ЦН за счет большего гидравлического сопротивления. Входная концентрация сажи не должна превышать 50 г/м3.

Исходные данные:

количество очищаемого газа – Q = 1.4 м3/с;

плотность газа при рабочих условиях – r = 0,89 кг/м3;

вязкость газа – m = 22,2×10-6 Н×с/м2;

плотность частиц пыли – rП = 1750 кг/м3;

плотность пыли – dП = 25 мкм;

дисперсность пыли – lgsп = 0,6;

входная концентрация пыли – Свх = 80 г/м3.

Расчет: Задаёмся типом циклона и определяем оптимальную скорость газа wопт, в сечении циклона диаметром Д:

Выберем циклон ЦН-15, оптимальная скорость газа, в котором wопт = 3,5 м/с.

Определяем диаметр циклона, м

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Ближайшим стандартным сечением является сечение в 700 мм.

По выбранному диаметру находим действительную скорость газа в циклоне, м/с

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха м/с,

где n – число циклонов.

Вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

где К1 – поправочный коэффициент на диаметр циклона;

К2 – поправочный коэффициент на запыленность газа;

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха500 – коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм.

Определяем гидравлическое сопротивление циклона:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха Па

По таблице 2.4 определяем значение параметров пыли Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздухаи lgsh:

Для выбранного типа циклона – Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха=4.5 мкм lgsh=0.352

Ввиду того, что значения Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха, приведенные в таблице 2.4, определены по условиям работы типового циклона (Дт = 0,6 м; rпт = 1930 кг/м3; mт = 22,2×10-6; wт = 3,5 м/с), необходимо учесть влияние отклонений условий работы от типовых на величину d50:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха мкм

Рассчитываем параметр x:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздухаРеферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

по табл. 2.5 находим значение параметра Ф(x):

Ф(x)=0.8413

Определяем степень эффективности очистки газа в циклоне:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Расчетное значение h = 0,92 больше необходимого условия h = 0,87, таким образом циклон выбран верно.

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Рис. 4.1 Цилиндрический циклон

1 – корпус

2 – входная труба

3 – патрубок

4 – буннер

2. Рассчитать эффективность применения скруббера Вентури для очистки от пыли производственных выбросов.

Скрубберы Вентури нашли наибольшее применение среди аппаратов мокрой очистки газов с осаждением частиц пыли на поверхности капель жидкости. Они обеспечивают эффективность очистки 0.96…0.98 на пылях со средним размером частиц 1…2 мкм при начальной концентрации пыли до 100 г/м3 . Удельный расход воды на орошение при этом составляет 0.4…0.6 л/м3 .

Исходные данные:

Загрязнитель – конвекторная пыль В = 9,88 × 10-2; n = 0,4663

Плотность газа в горловине rг = 0,9 кг/м3

Скорость газа в горловине Wг = 135 м/с

Массовый расход газа Мг = 0,9 кг/с

Массовый расход орошающей жидкости Мж = 0,865 кг/с

Удельный расход жидкости m = 1,5 л/м3

Давление жидкости rж = 300 кПа

Плотность жидкости rж = 1000 кг/м3

Коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы – Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха=0.15

Требуемая эффективность очистки от пыли не менее 0.9

Расчет:

Определяем гидравлическое сопротивление сухой трубы Вентури,

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха Рассчитываем гидравлическое сопротивление, обусловленное введением орошающей жидкости,

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Н/ м2 , где

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздухаж – коэффициент гидравлического сопротивления трубы, обусловленный вводом жидкости

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Находим гидравлическое сопротивление трубы Вентури, Н/ м2

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Находим суммарную энергию сопротивления Кт, Па

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

где Vж и Vг – объемные расходы жидкости и газа соответственно, м3/с

Vж = Мж/rж = 0,865/1000 = 8,65 × 10-4 м3/с

Vг = Мг/rг = 0,9/0,9 = 1 м3/с

Кт = 10662855 + 300×103(8,65×10-4/1) = 10663114 Па

Определяем эффективность скруббера Вентури

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Эффективность скруббера Вентури, полученная в результате расчетов (величина Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха), удовлетворяет заданному условию, т.е. обеспечивает очистку газов от пыли с эффективностью не менее 0.9.

Рис. 2.1 Скруббер Вентури

1 – форсунки

2 – сопло

3 – пылеуловитель

a1 = 28°; Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

a2 = 8°; l2 = 0.15 ×d2; Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

3. Определить размеры, энергозатраты и время защитного действия адсорбера для улавливания паров этилового спирта, удаляемых местным отсосом от установки обезжиривания при условии непрерывной работы в течение 8 часов.

Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой среды. При расчете определяют необходимое количество сорбента, продолжительность процесса поглощения, размеры адсорбционной аппаратуры и энергетические затраты.

Исходные данные:

Производительность местного отсоса – Lм=250 м3/ч

Начальная концентрация спирта – Со=11 г/м3

Температура в адсорбере – tр=20 оС

Давление в адсорбере – Р=9.8*104 Н/м2

Плотность паровоздушной смеси – rг=1.2 кг/м3

Вязкость паровоздушной смеси – n=0.15*10-4 м2/с

Диаметр гранул поглотителя (активированный уголь) – d=3 мм

Длина гранул – l=5мм

Насыпная плотность – rн=500 кг/м3

Кажущаяся плотность – rк=800 кг/м3

Эффективность процесса очистки h = 0,99

По изотерме адсорбции (рис. 3.1) и заданной величине Со, г/м3, находим статическую емкость сорбента: a0=175 г/кг

Определяем весовое количество очищаемого газа:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха кг/с

Переводим весовую статическую емкость сорбента a0, в объемную a0’:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздухакг/м3

Определяем массу сорбента:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха, кг,

где К=1.1…1.2 – коэф. запаса;

t – продолжительность процесса сорбции, с.

Выбираем скорость потока газа в адсорбере W, м/с. Обычно фиктивная скорость паровоздушной смеси или скорость, рассчитанная на полное сечение слоя, выбирается в пределах 0.1…0.25 м/с. Выберем W=0.2 м/с.

6. Определяем геометрические размеры адсорбера. Для цилиндрического аппарата:

– диаметр Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздухам

длина (высота) слоя адсорбента

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздухам

Находим пористость сорбента Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Рассчитываем эквивалентный диаметр зерна сорбента:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздухам

9. Коэффициент трения находим в зависимости от характера движения

при Re<50 l=220/Re

при Re³50 l=11.6/Re0.25,

где Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха – критерий Рейнольдса

откуда: l=220/Re=220/49 =4.5

Определяем гидравлическое сопротивление, оказываемое слоем зернистого поглотителя при прохождении через него потока очищаемого газа

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха, где Ф=0.9 – коэффициент формы

Определяем коэффициент молекулярной диффузии паров этилового спирта в воздухе при заданных условиях: Д0 = 0,101 × 10-4 при Т0 = 273° К и Р0 = 9,8 × 104 Па:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Находим диффузионный критерий Прантля

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Для заданного режима течения газа (определяется значением Rе) вычисляем величину коэффициента массопередачи для единичной удельной поверхности, м/с

при Rе<30 Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

при Rе>30 Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

т.к. в нашем случае Re=49, то

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

По изотерме адсорбции (рис 2.1) находим:

– количество вещества, максимально сорбируемое поглотителем при данной температуре аµ=175 г/кг

– величину концентрации поглощаемого вещества на входе в адсорбер Сх= 2,5 г/м3

Рассчитываем удельную поверхность адсорбента:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха м2/м3

Определяем концентрацию паров этилового спирта на выходе из аппарата:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха, где h – эффективность очистки

Находим продолжительность защитного действия адсорбера:

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Полученные в результате расчета параметры обеспечивают заданный режим работы адсорбера в течении более чем 8 часов. В целях экономии адсорбента можно уменьшить высоту его слоя.

Реферат: Выбор и расчет средств по пылегазоочистке воздуха

Рис. 3.1. Адсорбер вертикальный

труба для ввода газа

слой пористого сорбента

труба для удаления чистого газа

барбатер

5. труба для выхода пара

Список литературы

Безопасность жизнедеятельности: Уч. пособие под ред. Бережного С.А. и др. – Тверь: ТГТУ, 1996.

Бережной С.А., Седов Ю.С. Сборник типовых расчетов и заданий по экологии: Уч. пособие. – Тверь: ТГТУ, 1999.

Автор: Скачать бесплатно на любую на тему

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *