Инженерные средства защиты окружающей среды

 

2.6.25. Диффузионный коэффициент Прандтля для газа:

                                                                                           (94)

2.6.26. Диффузионный коэффициент Прандтля для жидкости:

P_ж = m_ж / (r_ж* D₃₀),                                                                                          (95)

P_ж = 0,0008/(999*0.0022*10^-6) = 364

 

 

2.6.27. Высота единицы переноса для газовой фазы:

h_г=0.615*0.036*5180^0.345* = 0,44 (м).

2.6.28. Высота единицы переноса для жидкой фазы:

h_ж = 119*4,34*10^-4* * = 4,06 (м).

2.6.29. Суммарная высота единицы переноса:

              h_ог = h_г/ У_г+m_yx/ℓ* h_ж/У_ж,                                                                 (96)

где У_г и У_ж – коэффициент ухудшения массоотдачи в газовой и жидкой фазах, находится в пределах У_г = 0,85¸0,97 ; У_ж = 0,9¸0,995. Принимаем У_г = 0,97; У_ж = 0,995.

Константа фазового равновесия для средней точки

 m_yx = У* / X,                                                                                                    (97)

m_yx = 0.00145/0,0006 = 0,24,

тогда h_ог = 0,44/0,97+0,24/2*4,06/0,995 = 0,9 м ≈ 1 м.

 

2.6.30. С учётом  значений N_ог и h от h_ог высота насадки составит:

h_н = N_ог · h_ог                                                                                                     (98)

h_н = 0,87*1 =0,87  (м).

 

2.6.31. Расстояние между днищем абсорбера и насадкой равно 1 – 1,3 D_a. Расстояние от верха насадки до крышки абсорбера примем 0,5 D_a. Тогда общая высота абсорбера:

H_a = h_н+1D_a+0.5D_a,                                                                               (99)

H_a = 0,87+1·0,64+0,5*0,64=1,83, принимаем 2 м.

 

2.6.32. Гидравлическое сопротивление абсорбера:

         DP_сух = e₀*(h_н/d_экв )*(v²_к*r_г/2) ,                                                              (100)

где – d_экв – эквивалентный диаметр насадки;

      при Re >40 e₀ = 16/Re_г^0,2 ; e₀ = 16/5180^0,2= 3;

              v_к - действительная скорость газа в абсорбере v_к = v_г / e, м/с;

v_к = 1,8/0,72=2,5, м/с,

(Па)

2.6.33. Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки:

DP_ор = М*DP_сух ,                                                                                               (101)

где - М= 10^{b*Lор*0,001}; b – керамические кольца Рашига.

 

45                                 10; 15мм

51                                  25: 35 мм

48                                  50 мм

    40                                  80 мм

33                                  100 мм

Для размера кольца 15мм b = 45.

L_ор – плотность орошения – определяется по формуле:

L_ор = L_д / S_a * r_ж

L_ор = 7120,8 / 0,32*999=22,3  (м³/м²*ч);

M = 10^{40* 22,3*0,001} = 7,8;

DP_ор = 7,8*265,4=2070,12 (Па).

 

2.6.34. Общее гидравлическое сопротивление составляет:

DP_общ = DР_сух + DP_ор = 265,4 + 2070,12 =2336 (Па).                                       (102)

 

 

Вывод: при расчёте насадочного абсорбера были определены его конструктивные характеристики и основные параметры: η = 0,95;

ΔΡ = 2336 Па.

 

 

 

2.7. Обобщенные  результаты анализа расчетно-аналитического  выбора пылегазоочистной установки.

 

2.7.1. Общая эффективность очистки  от пыли определяется по формуле:

h = [1-(1-h₁)(1-h₂)(1-h₃)]                                                                                     (100)

где     h₁ – эффективность очистки после первой ступени;

h₂ - эффективность очистки после второй ступени;

h₃ - эффективность очистки после третей ступени;

h₁,   h₂ , h₃ – определяются по формуле : h_i = (1 - h_ф),

h_ф – для осадительной камеры: h_ф^о = 1/еⁿ;

для циклона h_ф^ц = 0,5 [1+Ф(х)];

для скрубера Вентури  h_ф^сВ = 1 - е^ВЕn.

^{Данные  по эффективности  очистки каждой ступени, полученные в результате расчетов:}

• для осадительной камеры: h_ф^о=0,95;
• для циклона: h_ф^ц =0,92;
• для скруббера Вентури: h_ф^сВ=0,51;

h =1-(1-0,95)*(1-0,92)*(1-0,51)=0,99

2.7.2. Оценка эффективности очистки по дисперсному и фракционному составу.

   Эффективность  очистки спроектированной четырехступенчатой газоочистной установки весьма высока (0.99) и больше, чем требуемая степень очистки для достижения нормативных ПДК в окружающем воздухе. При этом эффективность очистки неодинакова для различных размеров частиц и повышается с увеличением их диаметра. Таким образом данная газоочистная установка соответствует требованиям и является пригодной для применения при очистке воздуха, выбрасываемого из цеха.

2.7.3. Внешний вид газоочистной установки представлен на рис.11.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Внешний вид  пылегазоочистной установки

Заключение

 

   В результате  выполнения курсовой работы мной  была спроектирована пылегазоочистная  установка, состоящая из четырех  ступеней – осадительной камеры, циклона, скруббера Вентури, и  абсорбера с теплообменником.  Произвели расчет параметров каждой ступени пылегазоочистной установки. Расчет показал, что данная установка обеспечивает необходимую степень очистки воздуха от пыли и газа. Таким образом эффективность пылегазоочистной установки соответствует расчетной и позволяет не превышать расчетного значения ПДВ на выходе из нее.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиография.

 

1.  Борьба с пылью  на деревообрабатывающих предприятиях. Русак О.Н., Милохов В.В. – М.: «Лесная промышленность». 1985. – 152 с.

2. Кузнецов И.Е. и  др. «Оборудование для санитарной  очистки газов». Справочник. – К.: Техника, 1989. – 304с.

3.  «Основы защиты  воздушного бассейна». Учебное  пособие. Севастополь, СГТУ. - 2002. – 254с.

4. СН 245 – 71. «Санитарные  нормы проектирования промышленных  предприятий». – М.: издательство «Литература по строительству». 1972. – 96с.

5. Ужов В.Н.и др. Очистка  промышленных газов от пыли.-М.: Химия, 1981. – 322с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение

 

Приложение 1

Характеристика насадок.

Керамические кольца Рашига, мм	Удельная поверхность А, м2/м3	Свободный объем ε, м3/м3	Эквивалентный диаметр dэ, м	Насыпная плотность ρ, кг/м3	Число штук в м3
10х10х1,5	440	0,7	0,006	700	70*104
15х15х2	330	0,7	0,009	690	22*104
25х25х3	200	0,74	0,015	530	50*103
35х35х4	140	0,78	0,022	530	18*103
50х50х5	100	0,735	0,027	650	8500
80х80х8	80	0,72	0,036	670	2200
100х100х10	60	0,72	0,048	670	1050

 

 

Приложение 2

Константы фазового равновесия (m_px в кПа) для водных растворов некоторых газов

Газ	100С	150С	200С	300С
Водород	645	670	693	739
Азот	677	748	815	936
Оксид углерода	448	496	543	628
Кислород	332	370	405	481
Диоксид углерода	10,6	12,4	14,4	18,8
Ацетилен	9,74	10,9	12,3	14,8
Хлор	3,96	4,61	5,36	6,70
Сероводород	3,70	4,28	4,90	6,17
Метан	341	380	400	455
Оксид азота	345	268	314	367
Этан	229	267	347	387
Этилен	90	103	150	160
Закись азота	17	20	26	36
Аммиак	2,7	3,2	4,3	5,1

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 3

Атомные объемы некоторых элементов и мольные  объемы некоторых газов

Вещество	Атомный объем см3/атом	Вещество	Мольный объем см3/атом
Бром (Br)	27.0	Йод (I)	37.0
Углерод (С)	14.8	Водород (Н2)	14.3
Хлор(Cl)	24..6	Кислород (О2)	25.6
Водород (Н2)	3.7	Азот (N2)	31.2
Азот в первичных  аминах	10.5	Воздух	29.9
Азот во вторичных  аминах	12.0	Оксид углерода (СО)	30.7
Азот с двумя насыщенными  связями	15.6	Диоксид углерода (СО2)	34.0
Кислород с двумя  насыщенными связями	7.4	Диоксид серы (SO2)	44.8
Кисдород в кислотах	12.0	Диоксид азота (NO)	23.6
Кислород в соединениях  с серой (S), фосфором (Р), азотом (N)	8.3	Оксид азота (N2O)	36.4
Сера (S)	25.6	Аммиак (NH3)	25.8
Фтор (F)	8.7	Вода (Н2О)	18.9
Йод (I)	37.0	Хлор (Cl2)	48.4
		Бром (Br)	53.2
		Йод (I2)	71.5

 

 

Приложение 4

 

Коэффициенты  диффузии газов и паров в воздухе  при нормальных условиях

(Р=10⁵ Па, t=0⁰С)

Газ	D0 10-6 м2/с
Азот (N2)	13.2
Аммиак (NH3)	17.0
Ацетон (С3Н2О)	9.22
Бензол (С6Н6)	7.7
Бутилацетат	5.7
Водород (Н2)	61.1
Водяной пар (Н2О)	21.9
Диоксид серы (SO2)	10.3
Диоксид углерода (СО2)	13.8
Дихлорэтан (С2Н4Cl2)	0.072
Диэтиловый эфир	7.8
Кислород (О2)	17.8
Метиловый спирт (СН4ОН)	13.3
Сероводород (H2S)	9.4
Сероуглерод (С S2)	8.9
Хлористый водород (HCl)	13.0
Этиловый спирт (С2Н6ОН)	10.2
Метан (СН4)	19,6

 

Приложение 5

Плотность газов и  паров (ρ)

Формула	Наименование	ρ,  г/л (мг/мл)
СН4	Метан	0,7168
С2Н2	Ацетилен, этин	1,173
С2Н4	Этилен, этен	1,2604
С2Н6	Этан	1,3566
СО	Окись углерода	1,2504
СО2	Двуокись углерода	1,9769
Cl2	Хлор	3,214
H2	Водород	0,08988
HCl	Хлористый водород	1,6392
H2S	Сероводород	1,539
NH3	Аммиак	0,7710
N2O	Закись азота	1,9778
NO	Окись азота	1,3402
NO2	Двуокись азота	2,055
SO2	Двуокись серы	2,9269