Расчет циклона

1. Исходные данные:
количество очищаемого газа - V _(газа) = 70000 м³/ч = 19,44 м³/с;
плотность газа при рабочих условиях - r _(газа) = 500 г/м³ = 0,5 кг/м³;
плотность частиц пыли - r _{(частиц)} = 2200 кг/м³;
вязкость газа - m _(газа) 10×= 22^-6 с;×Па
плотность пыли – d _m = 30 мкм;
дисперсность пыли - lgs _r = 0,45;
входная концентрация пыли – С_вх 10×= 50 ^-3 кг/м³ = 50 г/м³.
Тип циклона ЦН-24
Расчет
1. Определяем оптимальную скорость газа w_опт.
Для циклона типа ЦН-24, оптимальная скорость газа составляет w_опт = 4,5 м/с.
2. Определяем необходимую площадь сечения циклона, м² по формуле (1):

(1)

3. Определяем диаметр циклона, м:

Ближайшим стандартным диаметром является диаметр циклона в 2400 мм.
4. По выбранному диаметру находим действительную скорость газа в циклоне, м/с:

Действительная скорость (4,3 м/с) отклоняется от оптимальной (4,5 м/с) на 4,5 %, что является допустимым отклонением.

5. Вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона:

6. Определяем потери давления в циклоне, Па:

Согласно таблице 6 значение параметров пыли и lgs_h для ЦН – 24 составляют: = 8,5 мкм; lgs_h = 0,308

Ввиду того, что значения , приведенные в таблице 6, определены по условиям работы типового циклона (D_ц^Т = 0,6 м; r_ц^Т = 1930 кг/м³; m^Т 10×= 22,2^-6w; ^Т = 3,5 м/с), необходимо учесть влияние отклонений условий работы от типовых на величину d₅₀. Определяем диаметр частиц, улавливаемых на 50%:

7. Рассчитываем параметр Х:

8. По таблице 10 определяем функцию распределения Ф(x):

Ф(x)=0,7257
9. Определяем степень эффективности очистки газа в циклоне (%):

1. Рассчитаем концентрацию на выходе из циклона:

11. Определим габаритные размеры циклона. Для всех одиночных циклонов бункера выполняют цилиндрической формы.

Диаметр бункера цилиндрического циклона D_б = 1,5D = 1,5∙2400 мм = 3600 мм

Днище бункера выполняют по ГОСТ 1260-67 с углом наклона стенок 60 °. Размеры основных составляющих цилиндрических циклонов НИИОГАЗа исходя из внутреннего диаметра циклона согласно таблице 11.

Таблица 11.

Согласно данным таблицы 11 рассчитываем габаритные размеры циклона:

Внутренний диаметр выхлопной трубы D1	0,59 ∙ 2400 мм = 1416 мм
Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия D2	0,4 ∙ 2400 мм = 960 мм
Ширина входного патрубка в циклоне b	0,2 ∙ 2400 мм = 480 мм
Ширина входного патрубка на входе b1	0,26 ∙ 2400 мм = 624 мм
Длина входного патрубка l	0,6 ∙ 2400 мм = 1440 мм
Высота фланца h1	0,1 ∙ 2400 мм = 240 мм
Высота входного патрубка h2	0,66 ∙ 2400 мм = 1584 мм
Высота выхлопной трубы h3	2,11 ∙ 2400 мм = 5064 мм
Высота цилиндрической части циклона h4	2,11 ∙ 2400 мм = 5064 мм
Высота конуса циклона h5	1,75 ∙ 2400 мм = 4200 мм
Высота внешней части выхлопной трубы h6	0,4 ∙ 2400 мм = 960 мм
Общая высота циклона Н	4,26 ∙ 2400 мм = 10224 мм

Заключение

Требования к эффективности процессов очистки аэрозолей, особенно пылеулавливания, постоянно повышаются по мере ужесточения норматив­ных требований к чистоте атмосферного воздуха и воздуха в помещениях производственных и гражданских зданий, а также с появлением новых технологий, применением новых материалов и, следовательно, с поступле­нием в воздух соответствующих выбросов.

Современные санитарно-технические средства обработки технологиче­ских газовых выбросов не обеспечивают их полного обезвреживания или восстановления первоначального качества воздуха, использованного в производст­венном цикле. Поэтому отработанные газы всегда вносят в атмосферу часть отходов производства. Тем не менее, при определении задач проектирования и подборе средств очистки необходимо исходить из идеальной модели, придер­живаясь принципа запрета на изменение качества атмосферного воздуха в процессе производства.

На этапе подбора вариантов и поиска средств очистки нет необходимости стремиться к достижению технической простоты или экономической целесооб­разности решения. Творческий поиск решений становится все более необхо­димым проектировщикам, так как в последнее время все чаще приходится разрабатывать нетиповые устройства, или же основательно дорабатывать су­ществующие установки по причине их низкой эффективности, морального ус­таревания или несовпадения параметров технологических процессов ввиду большого разнообразия последних.
Простые методы обработки выбросов современных производственных про­цессов скорее всего не обеспечат надлежащей степени очистки, предотвращаю­щей ощутимый ущерб окружающей среде. Так, например, простые пылеулови­тели - осадительные камеры, жалюзийные решетки, циклоны могут быть удачно применены в двухступенчатой схеме очистки для предварительной обработки выбросов. Однако следовало бы отказаться от использования мультициклонов в качестве единственного средства очистки дымовых газов парогенераторов элек­тростанций. Объемы выбросы теплоэнергетических установок достигают 400...500 м³/с, и поэтому проскок загрязнителя в 1...2% может представлять серь­езную опасность окружающей среде, в то время как мультициклоны обеспечи­вают степень очистки не более, чем на 85... 90%.

При постановке задачи проектирования должны быть охвачены все загряз­нители, которые могут присутствовать в выбросах, для чего необходимо тща­тельно проанализировать состав выбросов, выделив нейтральную часть и компо­ненты, которые могут нанести ущерб окружающей среде.

Наиболее сложны для очистки выбросы, загрязнители которых представляют многофазную систему. Поскольку большинство современных очистных аппа­ратов не приспособлено для одновременного обезвреживания дисперсных и гомогенных загрязнителей, то в общем случае подобные выбросы должны пройти последовательно 4 стадии обработки: предварительную и тонкую очи­стку от аэрозоля и затем предварительное и окончательное обезвреживание га­зообразного загрязнителя. В частности, если газообразный загрязнитель хорошо растворяется в воде, может быть организована предварительная обработка вы­бросов мокрыми способами, которая позволит понизить концентрации как дис­персных, так и гомогенных загрязнителей.

При обработке выбросов, содержащих твердые аэрозольные загрязните­ли, низких величин проскока (1...2% и менее) можно достичь, как правило, только двухступенчатой очисткой. Для предварительной очистки могут быть применены жалюзийные решетки и циклонные аппараты (иногда для неболь­ших выбросов - пылеосадительные камеры), а для окончательной - пористые фильтры, электрофильтры или мокрые пылеосадители.

Жидкие аэрозоли (туманы) могут быть скоагулированы посредством изме­нения параметров состояния (охлаждения и повышения давления) с целью оса­ждения в последующем с использованием как правило мокрых способов улав­ливания в мокрых скрубберах, пористых и электрических фильтрах, в абсор­берах.

В любом случае правильный подход к очистке газообразных выбросов в атмосферу еще на стадии проектирования очистных сооружений в будущем, как правило, дает положительный эффект не только в сфере защиты окружающей природной среды, но и в финансовой сфере.

Список использованной литературы

1. Белов, С.В. Охрана окружающей среды: учебник для техн. спец. вузов / С.В.Белов, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьяков; под общ. ред. С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1991.- 319 с.

2. Родионов, А.И. Техника защиты ок­ружающей среды: учебник для вузов / А. И. Родионов, В. Н. Клушин, Н. С. Торочешников. – Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Химия, 1989. - 512 с.

3. Родионов, А.И. Технологические процессы экологической безопасности (Основы энвайронменталистики): учеб. для студентов техн. и технол. специальностей / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. – Изд. 3-е, перераб. и доп. - Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000. – 800 с.

4. Штокман, Е.А. Очистка воздуха / Е.А. Штокман. - М.: Изд-во АСВ, 1999. –

319 с.

5. Зиганшин, М.Г. Проектирование аппаратов пылегазоочистки / М.Г. Зиганшин, А.А. Колесник, В.Н. Посохин. - М.: «Экопресс - 3М», 1998.- 505 с.

6. Калверта, С. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: справ. изд. В 2-х ч. Ч.1: / С. Калверта; пер. с англ. Г.М. Инглунда. - М.: Металлургия, 1988.– 760 с.

7. Систер, В.Г. Экология и техника сушки дисперсных материалов / В.Г. Систер, В.И. Муштаев, А.С. Тимонин. - Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 1999. - 670 с.

8. Страус, В. Промышленная очистка газов / В. Страус. - М.: Химия, 1981. – 616 с.

9. Родионов, А.И. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных вы­бросов: учеб. пособие для вузов /А.И.Родионов, Ю.П.Кузнецов, В.В.Зенков, Г.С.Соловьев. - М.: Химия, 1985. - 352 с.

10. Ужов, В.Н. Очистка про­мышленных газов от пыли / В.Н. Ужов, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков, И.К. Решидов. - М.: Химия, 1981. – 390 с.

11. Тимонин, А.С. Инженерно-экологический справочник. В 3-х т. Т.1 / А.С. Тимонин. - Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2003. - 917 с.

12. Тимонин, А.С. Основы расчета и конструирования химико-
технологического и природоохранного оборудования: Справочник. В 3
т. Т.2 / А.С. Тимонин. - Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2002. – 1028 с.

Приложение 1
Таблица 10

Окончание таблицы 10

1 По дисперсности пыли классифицированы на 5 групп:

I - очень крупнодисперсная пыль, d₅₀ >140 мкм; II - крупнодисперсная пыль, d₅₀ = 40… 140 мкм; III - среднедисперсная пыль, d₅₀ = 10…40 мкм; IV - мел­кодисперсная пыль, d₅₀ ⁼ l… 10 мкм; V - очень мелкодисперсная пыль, d₅₀ < l мкм.

Дата добавления: 2015-07-08