Пример расчета форсуночного скруббера

Задание 4.1. Определить расход воды, степень очистки и размеры полого форсуночного скруббера, предназначенного для охлаждения и очистки доменного газа при следующих исходных данных: расход газа, поступающего на скруббер при рабочих условиях V_г =3700 м³/мин, барометрическое давление Р_бар = 101,3 кПа, начальная температура газа Т₁ =300 °С, начальное влагосодержание газа d₁ = 50 г/м³, скорость газа в скруббере w_г =1,5 м/с, давление воды перед форсуночным скруббером Р_в = 590 кПа, коэффициент испарения воды j = 0,5, гидравлическое сопротивление скруббера по газу Dр =150 Па.

Решение

1. Объемный расход сухих газов в скруббере при нормальных условиях:

;

м³/с;

2. Температура мокрого термометра, до которой можно охладить газ в скруббере, определяется по таблице Приложения 3:

Т_м = 60°С.

3. Начальное и конечное значение энтальпии водяных паров, содержащихся в газах:

i₁ =2480 + 1,96 T₁ = 2480 + 1,96×300 = 3070 кДж/кг;

i₂ =2480 + 1,96 T₁ = 2480 + 1,96×60 = 2600 кДж/кг.

4. Количество тепла. теряемое газами в скруббере:

Q = V_oc [ c_г (Т₁-Т₂) + d₁ (i₁-i₂)],

Q = 29,3×[1,3(300-60) + 0,05(3070 - 2600)] = 9830 кВт,

где c_г = 1,3 кДж/м³ – теплоемкость сухого газа.

5. Средняя разность температур газа и воды в скруббере:

;

=113 °С,

где Т_н = 20 °С – начальная температура воды; Т_к = 55 °С – конечная температура воды (принимается н а 5- 10 градусов ниже температуры мокрого термометра).

6. Расход воды на скруббер:

,

=6,4 кг/с,

где i_п = 2778 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара при средней температуре газа в скруббере Т_ср = 180 °С; i_н = 84 кДж/кг – энтальпия воды при Т = 20 °С; i_к = 230 кДж/кг – энтальпия воды при Т = 55 °С.

7. Влагосодержание газа на выходе из скруббера:

;

=0,159 кг/м³.

8. Расход газа на выходе из скруббера при рабочих условиях:

;

= 43,1 м³/с.

9. Плотность газа на выходе из скруббера:

;

=0,997 кг/м³.

10. Объемный коэффициент теплоотдачи в скруббере:

;

=216,7 Вт/м³×К,

11. Необходимый рабочий объем скруббера:

;

=401 м³.

12. Необходимый диаметр скруббера:

;

= 6,05 м.

13. Необходимая активная высота скруббера:

;

= 13,96 м.

14. Соотношение высоты и диаметра скруббера:

H/D = 13,96/6,05 = 2,31;

полученное значение близко к рекомендуемому равному H/D= 2,5.

15. Главный энергетический параметр скруббера:

К_ч =Dр_ап + Р_в×V_в/V_г;

К_ч = 150 + 590×10³×0,006/43,1=232кДж/1000 м³ газа

16. Число единиц переноса:

;

= 1,61,

где В и c - константы, зависящие от физико-химических свойств и дисперсного состава доменной пыли (выбираются согласно данным таблицы Приложения 3).

В = 6,61×10^-3; c = 0,891.

17. Степень очистки газа в скруббере:

;

= 0,74.

Дата добавления: 2015-07-11