Министерство образования Российской Саратовский Государственный технический университет имени
Кафедра: «Промышленная теплоэнергетика» дисциплина: «Технология очистки и обезвреживание выбросов КС»
КУРСОВАЯ РАБОТА
На тему: «Расчет очистки газа, циклоны»
Выполнил: студент
Группы ПТЭу-41
_______________
Проверил: доцент
___________
Саратов 2013г.
Введение
Интенсивное развитие хозяйственной деятельности людей, приводящее к деградация природных экосистем, вызывают кризис в окружающей среде, грозящего экологической катастрофой. Поэтому перед обществом и государ-ственными органами встала задача рационального природопользования в со-четании с эффективным снижением отрицательного воздействия промыш-ленного производства на окружающую среду (биосферу).
Разумное решение экологической проблемы возможно только при условии естественного сочетания научно-технического прогресса с много-гранными аспектами защиты биосферы, экосферы, что должно быть в основе развития и сочетания действующих и новых производств и источников энер-гии. Загрязнение воздушной среды вызывает нарушения экологических сис-тем, ухудшает санитарно-гигиеническое состояния воздуха атмосферы и на-носит ущерб населению и производству.
Защита воздушного бассейна от выбросов промышленных предприятий и объектов энергетики является одной из главных проблем современного производства. Поэтому в настоящее время промышленные предприятия осна-щаются более совершенным газоочистным оборудованием, предлагаются новые проектные решения систем пыле- и золоулавливания, разработаны ужесточённые нормативные документы по контролю воздушного бассейна и проектирования систем пыле - и золоулавливания.
Наиболее массовыми аппаратами для очистки воздуха являются циклоны. В возвратно-поточных циклонах используется центробежная сила, развивающаяся при вращательно-поступательном движении газового потока: на рис.1 приведена схема осевых и радиальных течений в корпусе и бункере циклона; использованы следующие обозначения: 1- входной патрубок, 2- корпус циклона, 3- пылевой бункер, 4- отводящий патрубок. Под действием центробежной силы частицы пыли подводятся к стенке циклона и вместе с небольшой частью газов попадают в бункер. Часть газа, освободившаяся от пыли, возвращается в циклон через центральную часть пылеотводящего от-верстия, запуская внутренний вихрь очищенного газа, покидающего циклон.
|
Рис. 1
Отделение частиц от попавших в бункер газов происходит при перемене нап-равления движения газов на 180° под действием сил инерции. По мере дви-жения этой части газов в сторону выхлопной трубы, они постепенно допол-няются порциями газов, не попавших в бункер. Этот процесс не вызывает большого увеличения выноса пыли в выхлопную трубу, так как распределён-ное по значительной длине циклона перетекание газов происходит со скорос-тью, недостаточной для противодействия движению частиц к стенке цикло-на. Значительно большее влияние на полноту очистки газов оказывает их движение в области пылеотводящего отверстия навстречу выделяющейся пыли.
Поэтому циклоны могут нормально работать при любом их положении в пространстве, но они очень чувствительны в присосам газов через бункер из-за увеличения объёмов газов, движущихся навстречу пыли. Бункер участвует в газодинамическом процессе циклона, поэтому использование циклонов без бункера или бункера с уменьшенными против рекомендуемых размерами резко снижает эффективность очистки.
Расчет Циклона
Исходные данные:
1) Количество очищаемого газа при рабочих условиях Qp = 9,6 м3/с;
2) Плотность газа при рабочих условиях ρг = 1,29 кг/м3;
3) Динамическая вязкость газа при рабочей температуре μг = 22,2∙11-6 Па∙с;
4) Дисперсный состав пыли, задаваемый двумя параметрами dm=14мкм и
lgσч=0,51;
5) Запыленность газа Свх= 50г/ м3;
6) Плотность частиц ρч =1720 кг/м3;
7) Требуемая эффективность очистки газа η.=0,70- 0,75%.
Расчет циклонов производится методом последовательных приближений в следующем порядке:
1. Задав тип циклона (ЦН-15У) по таблице 2.8 стр. 64 [2] определим параметры аппарата ωопт=3,5м/с, dт50=6мкм, lgσгη=0,283.
2. Определим необходимую площадь сечения циклона, м2:
F=Qp/Wопт=9,6/3,5=2,74.
Задавшись диаметром D=800мм циклона по таблице 2.2 стр.58 [2], определим число циклонов N сообразуясь с возможной компоновки:
N=4F/π/D2=4∙2,74/3,14158/0,64=5,45~ 6шт.
3. Вычисляем действительную скорость газа в циклоне, м/с:
ω=4Qp/N/π/D2=4∙8,4/6/3,14158/0,64=3,18 м/с
Скорость газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной скорости более чем на 15%: (ω-ωопт)/ωопт∙100=║3,5-3,18║/3,5∙100=9,1%.
4. Приняв по таблице 2 два параметра, характеризующих эффективность вы-бранного типа циклона, определим значение параметра d50 при рабочих усло-виях (диаметр циклона, скорость потока, плотность пыли, динамическая вязкость газа) по уравнению:
d50 = dт50√(D/Dт∙ρчт/ρч∙μ/μг∙ ωопт/ω)=
=6√(0,8/0,8∙1720/2010∙22,2∙11-6/22,2∙11-6∙3,5/3,18)=5,82мкм.
5. Определим параметр X по формуле:
Х=lg(dm/d50)/√(lg2σn+lg2σч)=lg(14/5,82)/ √(0,2832+0,512)=0,653~0,65
6. Определим по таблице 1.11 стр.42 [2] значение Ф(Х), представляющее собой полный коэффициент очистки газа, выражающихся в долях: Ф(0,65)=0,74, что соответствует заданию.
7. Примем по таблице 2.10 стр.65 [2] коэффициент гидравлического соп-ротивления, соответствующий циклону ЦН-15У коэффициент гидравличес-кого сопротивления соответствующий данному циклону ξпц500= 170- циклон работает на выхлоп.
К1- поправочный коэффициент на диаметр циклона К1 = 1 –диаметр больше 0,5м таблице 2.11 стр.65 [2];
К2- поправочный коэффициент на запыленность газа К2 =0,91 по таблице 2.12 стр.65 [2] , К2=0,91+(0,89-0,91)/(80-40)(50-40)=0,905;
К3 –коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления опре-деляемый по таблице 2.13 стр.66 [2] К3=35– прямоугольная компоновка, цик-лонные элементы в одной плоскости, отвод из общей камеры чистого газа.
ξ= К1∙К2∙ξпц500+К3 = 1∙0, 905∙170 + 35 =188,85
8. Определяем потери давления в циклоне, Па:
∆Р= ξρгω2/2=188,85∙1,29∙10,13/2=1234,19.
9.Определяем мощность привода вентиляторов по формуле:
Nв=Qp∆Р/ηву/1000=9,6∙1234,19/0,85/1000=13,94кВт.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. , Техника защиты окружающей среды – М. Химия, 1989г. – 522с.
2. Справочник по пыле - и золоулавливанию. Под ред. : М. Энергоатомиздат, 1983г. 312с.
