Экономика и организация производства

F- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.

Значение безразмерного  коэффициента F принимается:

1. для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, холлы и тому подобное), скорость упорядоченного оседании, которые практически равны нулю)-1;
2. для мелкодисперсных аэрозолей (кроме указанных выше) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 75% и при отсутствии очистки- 3

m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Значение коэффициента m определяется в зависимости от параметров fпо формулам:

  при f<100

 

Значение коэффициента n при f<100 определяется в зависимости от параметра V_м по формулам:

- при V_м > 2          n=1        

- при 0,5 <V_м< 2, n=0,532·V²_м - 2,13·V_м+3,13

- при V_м<0,5         n=4,4· V_м

Параметр V_м определяется по формуле:

 

 

Так как параметр V_м= 0,715 , то коэффициентn определяется по формуле:

n= n=0,532·V²_м - 2,13·V_м+3,13

n = n=0,532·0,715²  - 2,13·0,715 +3,13=1,879

Так как пыль стекловолокна  улавливается менее чем на 75% , F=3.

η – безразмерный коэффициент , учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 метров на 1 км, η=1

V- расход газовоздушнойсмеcи, м³/с

 

 

 

 

 

 

ПДВ устанавливается отдельно для каждого источника выброса. Неорганизованные выбросы всего  предприятия или отдельных участков его промплощадки сводятся к площадным  источникам или к совокупности условных точечных источников. ПДВ определяется для каждого вещества отдельно в  том числе и в случаях учета  суммации вредного действия нескольких веществ.

При установлении ПДВ учитываются  фоновые концентрации С_ф. В связи с отсутствием данных фоновых концентраций вредных веществ в районах размещения промышленных предприятий, значение С_ф (Пыль стекловолокна ) принято равным 0,001 мг/м³.

Значение ПДВ (г/с) для  одиночного источника с круглым  устьем в случаях С_ф<ПДК определяется по формуле:

 

Где:

С_ф- фоновая концентрация мг/м³

г/сек

Выброс из устья источника  превышает ПДВ, следовательно необходимо сократить выброс до предельно допустимых норм.

 

 

 

 

2.3.Предлагаемая  система очистки газов.

На 001 источнике выбросов установлен циклон ЦН-15.

Схема действующей системы очистки газов представлена на рисунке 3.

 

Рис 3.

1 - циклон;

2 - вентилятор;

 

 

 

Но в связи с неэффективной системой очистки ,  предлагаю добавить вторую ступень очистки газов и установить рукавной фильтр так как он имеет относительно небольшую стоимость и высокую степень очистки.

 

 

Схема проектируемой системы  очистки газов изображена на рисунке 6.

 

Рис.6

 

Для выбора рукавного фильтра  необходим расчёт циклона для  выявления параметром которые требуются  для расчёта и выбора рукавного  фильтра.

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Спец глава.

3.1.  Расчет циклона.

Общая характеристика Циклона ЦН-15

Сепарация пылевых частиц в циклоне осуществляется на основе использования центробежной силы. Схема циклона ЦН-15 показана на рис.3.

Циклоны широко применяются  для очистки от пыли вентиляционных и технологических выбросов во всех отраслях народного хозяйства. Можно утверждать, что циклоны являются наиболее распространенным видом пылеулавливающего оборудования. Их Широкое распространение в значительной мере объясняется тем, что они имеют многие преимущества — простота устройства, надежность в эксплуатации при сравнительно небольших капитальных и эксплуатационных затратах. Надежность циклонов обусловлена, в частности, тем, что в их конструкции нет сложного механического оборудования. Капитальные и эксплуатационные затраты на пылеулавливающие установки, оборудованные циклонами, значительно меньше соответствующих расходов для установок с рукавными фильтрами, а тем более электрофильтрами.

Улавливание пыли в циклонных аппаратах основано на использовании центробежных сил.

Под действием  центробежной силы, возникающей при  вращательном движении потока, пылевые частицы перемещаются радиально к стенкам циклона. Пыль отделяется от воздуха в основного при переходе потока в восходящий, что происходит в конической части корпуса. Поток, продолжая движение, в корпусе циклона поворачивая на 180°, входит в выхлопную трубу и, совершая в ней движение по восходящей спирали, выходит из циклона.

Пылевые частицы, выделившиеся из потока, поступают  через пылевыпускное отверстие в бункер.

В циклоне создаются  два вихревых потока: внешний —  запыленного воздуха от входного патрубка в нижнюю часть конуса и

внутренний —  относительно очищенного воздуха из нижней части конуса навнутреннюю трубу.

Рис.4 – Циклон ЦН-15

1. коническая часть циклона;2. цилиндрическая часть циклона;

3. винтообразная крышка; 4. камера очищенного газа; 5. патрубок  входа запыленного газа; 6. выхлопная  труба; 7. бункер; 8. люк; 9. опорный пояс; 10. патрубок выхода пыли.

 

 

 

 

 

Технические характеристики циклона ЦН-15-1200х1 УП

Параметры	Величина
Площадь сечения цилиндрической части корпуса	1,130 м2
Производительность	16200 м3 /час
Рабочий объём бункера	3,73 м3
Эффективность очистки	66,34 %
Температура очищаемого газа	Не  более 400 °С
масса	2180 кг

 

 

 

 

 

 

Расчет циклона  ЦН-15.

Расчет циклона сводится к определению размеров аппарата, фракционной эффективности очистки, гидравлического сопротивления  аппарата и запыленности газа после  очистки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Таблица №  7

Входные параметры  газа

Параметры отходящих газов		Численное значение	Ед. измерения
Расход  Температура Запыленность z Плотность пыли		14400	/ч
		24
		3,56	г/
		2200	кг/
Состав газа :		2,2	%
		6	%
		75,8	%
		16	%
Состав пыли по фракциям d, мкм :	1	66,71	%
	1–5	22,41	%
	5-10	10,04	%
	10-20	0,82	%
	20	0,02	%

 

1)  Плотность сухих  газов при нормальных условиях  определяется по формуле :

= ; кг/

где  , , – молекулярные массы отдельных компонентов газа; кг/кмоль

, , - содержание компонентов в смеси, доли ед.

= = 1,365 кг/.

 

2) Плотность газа  при  рабочих условиях определяется  по формуле :

= ; кг/

где  - давление атмосферного воздуха, = 93,9 кПа;

х – влагосодержание газа;  кг/

- избыточное  давление газа; кПа

= 1,365 = 0,55 кг/.

 

3) Объем газа при рабочих  условиях определяется по формуле  :

= ; /ч

где  - расход газа при нормальных условиях; /ч

- избыточное  давление газа; кПа

- давление атмосферного  воздуха;

 

= 14400 = 35498 /ч = 9,86 /с.

 

4) Выбирается оптимальная  скорость в циклоне  в зависимости от типа циклона.

= 3,5 м/с.

5) Необходимая площадь  сечения циклона :

F = ;

где  - объем газа при рабочих условиях;

- оптимальная  скорость в циклоне;

F = = 2,81 .

 

6) Выбираем стандартный  диаметр циклона  = 800 мм, тогда

n = ; шт.

где  F - площадь сечения циклона;

n = 6 шт.

 

7) При полученном количестве  циклонов необходимо пересчитать  диаметр :

= ; м

= = 0,77 м;

принимаем стандартный диаметр  = 800 мм, тогда

= 0.785∙n ;

= 0,785∙∙6 = 3 .

 

8) Реальная скорость движения  газа в циклоне :

= ; м/с

где  - объем газа при рабочих условиях;

= = 3,5 м/с.

 

9) Погрешность между действительной  и оптимальной скоростью движения  газа в циклоне :

∆ = ∙ 100 % 15 % ;

∆ = ∙ 100 % 1 %.

 

10) Производительность одного  циклона :

= 0,785 ∙ ∙ ; /с

= 0,785∙∙3,5 = 1,75 /с.

 

11) Определяются конструктивные  параметры циклона :

= 0,67 0,8 = 0,536 м

= 0,6 0,8 = 0,48 м

= 0,3 0,8 = 0,24 м

= 2,26 0,8 = 1,808 м

= 2 ∙ 0,8 = 1,6 м

= 4,56 ∙ 0,8 = 3,648 м.

 

12) Коэффициент сопротивления  циклона зависит  от диаметра  циклона, концентрации пыли, компоновке  циклонов в группе, организации  выхода газа и вычисляется  по формуле :

= ;

где  - коэффициент сопротивления циклона диаметром 155 мм.

 – поправочный  коэффициент на влияние диаметра  циклона;

- поправочный  коэффициент на влияние запыленности  газа;

- поправочный  коэффициент на влияние групповой  компоновке циклонов;

= 1 ∙ 0,92 ∙ 155+60 = 202,6.

 

13) Гидравлическое сопротивление   циклона можно определить по  формуле Ньютона :

∆р = ; Па

где  - коэффициент сопротивления циклона;

- реальная скорость  движения газа в циклоне;

∆р = 202,6 0,55= 682,5 Па.

 

14) Динамический коэффициент  вязкости для каждого компонента  отходящего газа определяется  по формуле :

= (; Па∙с

где  – вязкость для каждого компонента; Па∙с

- константа;

Т – температура отходящих  газов; К

= 11,7∙  ( = 28,34 ∙ Па∙с ;

= 20,3∙  ( = 39,48 ∙ Па∙с ;

= 10 ∙ ( = 29,23 ∙ Па∙с ;

= 17 ∙ ( = 31,77 ∙ Па∙с.

 

15) Динамическая вязкость  смеси газов определяется по  формуле :

= .+ ; Па∙с

где   , , - динамические коэффициенты вязкости отдельных компонентов газа; Па∙с

, , - содержание компонентов в смеси; доли ед.

= 28,34∙0,06+39,48∙0,16+29,23∙0,022+31,77∙0,758∙ = 32,74∙ Па∙с.

 

16) Средний размер каждой  фракции вычисляется из выражения  :

= ; мкм

где  – размер пыли в одном фракционном интервале;

= = 0,79 мкм

= = 3,98 мкм

= = 8,25 мкм

= = 16,51 мкм

= = 25,96 мкм.

 

17)  Построение графика  распределения частиц пыли по  размерам необходимо произвести  следующие расчеты :

= ∙ 100 ; %

где  - массовое содержание каждой фракции; %

- содержание  данной фракции в пыли; %

= ∙ 100 = 0,043 % ;

= ∙ 100 = 2,88 % ;

= ∙ 100 = 24,62 % ;

= ∙ 100 = 55,77 % ;

= ∙ 100 = 16,687 %.

 

Параметры для построения графика распределения частиц пыли по размерам.

Таблица 8

Средний размер пыли, мкм	Массовый состав пыли по фракциям, %	Интегральная функция вероятности  F(t)	t	lg d
0,79	0,043	0,043	2,326	-0,102
3,98	2,88	2,923	1,894	0,599
8,25	24,62	27,54	0,598	0,916
16,51	55,77	83,31	-0,966	1,22
25,96	16,687	100	-2,326	1,41

 

 

По полученным значениям  строится график. По графику определяются значения :

= 11,2 мкм ;

lg = 1,049 ;

= 19 мкм ;

= 4 мкм.

 

18)  Среднеквадратическое  отклонение lg находится из соотношения :

lg = lg = lg ; отсюда lg.

lg = lg = lg 2,8 = 0,447; = 2,8.