Съставител: доц. Д- GF Nafikov,
Чл. учителят. EG Garayshina
Техниките за изчисляване на емисиите въздушни пречиствателни станции в химическата промишленост: промишлени утаители (циклон, пяна машина, Вентури скрубери), адсорбция и абсорбционни СПИН.
Предназначена е за ученици от технологични и механични дисциплини, изучаване курсове "Здраве и безопасност" и "Процеси и апарати за химическата технология".
Получава в отдел "процеси и апарати на Chemical Technology".
Публикувано от решението на комисията методически дисциплини на механичен цикъл профил NHTI.
Рецензенти: доц. Д- RN Salahiev
Изчисляване на обработка на въздуха растения
Устойчиво производство на динамично равновесие на човешките дейности с естествени процеси зависи от надеждността на контрола върху двата материала и енергийния баланс на взаимодействие на околната среда и производството. В тази връзка, все повече и повече внимание се обръща на създаването на безотпадна технология, която ще гарантира опазването на околната среда от замърсяване и подобряване на ефективността на производството чрез съхраняване на суровини, материали и други природни ресурси, когато се прилагат за рециркулация на потока (вода, въздух, енергия и т.н.) и както и в процесите на интензификация събиране на отделните компоненти при използване на новото оборудване, или чрез увеличаване на големината на тока.
По отношение на пречистването на отработения въздух химически производство става необходимо да се използва най-модерните техники за пълно извличане на примеси от потоци въздух и газ.
Модерен химическите производства изисква сравнителни характеристики на възможните методи за засилване и подобряване на ефективността на пречистване на газовете от устройства, можете да изберете най-правилното решение за конкретен проблем. [1] Насоките се разглеждат типичните търговски компютърни устройства, използвани при пречистване на газ.
Изчисляване на промишлени прахоуловители
За извършване на необходимите изчисления за ефективността на събиране на прах и да се поддържа избор устройство за изолиране на прах от прашни потоци трябва да има следните данни за прах:
1) с плътност (истина) частиците # 961; тв. кг / м 3;
2) съставът от частици на кривата на прах (прах разпределение на размера на частиците);
3) специфична повърхност Ssp. в т2 / m 3:
където п - брой на частиците в пробата; Sch VCH и - външната повърхност и диаметър DAV обем на частиците съответно.
Ние считаме, че в този раздел, са примери за изчисляване на някои типични прах колектор: циклон, пяна машина, Вентури скрубер.
Циклони избрана скорост газ предвидени винаги - постигане на желания прах събиране ефективност с минимален разход на енергия (с минимална хидравлично съпротивление).
Изходните данни са показани в таблица. 1.1.
общото съпротивление на потока се изразява като динамичното налягане във входната тръба на циклона, и сумата от местната устойчивост коефициенти общ заместител коефициент резистентност хидравличен циклон # 950; Rin:
При изчисляване на общото съпротивление на потока, тя често се определя като функция на условна (фиктивна) скоростта на газа # 969; 0. разделен от областта на свободното напречно сечение на цилиндричната част на циклона:
където 969 # 0 = Vr / (0,785) е в диапазона 3 - 3,5 м / сек.
Обикновено се придържа към следната процедура изчисление:
1) извършване на избран Vz циклонен тип, работещи в оптимални условия (т.е., в # 916; г / # 961 = 500 ÷ 750 m 2 / и 2);
2), определен съгласно промишлен хидравлично съпротивление # 916 р;
3) За прогнозната стойност # 916, стр строителство фракционна крива ефективност # 951; е = F (DCH);
4) въз основа на разпределението на размера на частиците (в първоначалния газов поток) и изчисленото общо прах фракционна ефективност събиране ефективност;
5) намиране на разпределението на частиците по размер в обсаден прах;
6) определяне на разпределението на размера на частиците в праха извършва от поток циклон газ;
7) сравняване на изчислява общата ефективност (или разпределение на размера на частиците в обсаден прах) при предварително определена (желания) обезпрашаване ефективност.
Ако изчислението показва, че избраният циклона не осигурява необходимата ефективност (пречистване) избрани циклон батерия, състояща се от N циклони, работещи паралелно, и изчислението се повтаря, докато Vn / п скорост.
Понастоящем циклони използва за изчисление методология разработени в [2], при експерименталните данни на ILO # 951; е = F (DCH) се прехвърля в d50 среден размер на частиците логаритмична вероятност мрежа и пречистване, чрез нанасяне на линиите # 951; е = F (DCH).
Въз основа на зависимостите на D50 (в съотношение # 963; = D50 / D16 = конст) на режима на работа и размера на циклона разработен nomogrammic метод за изчисляване на ефективността на циклона.
Пример 1.1. За определяне на общата ефективност на циклона използване на логаритмична вероятност линия [2]. Да предположим, че трябва да се определи общата степен на почистване Vz m 3 / час въздух с Т = 50 ° С на въглищен прах в един циклон ZN-11.
1. Определяне на общия хидравличното съпротивление с формула (1.3) (оригиналните данни в таблица 1) за избрания циклон въздушния поток и VZ от хидравличното съпротивление на циклона # 916, стр (Fig.1.1).
2. Определяне на диаметъра на циклона на Номограмата (фигура 1.2).
3. Да предположим, че среден диаметър D50 на прахови частици (диаметър, при което масата на всички частици с размер по-малък или по-голям е 50%) е равна на 20 микрона, и D16 (диаметър на частиците, съответно, където масата на всички частици с размери 4. Определя частична ефективност прашни потоци, основани на правото Стоукс ": Стойността на D # 951 = 50% поемане на графика # 951; е = F (DCH) за циклон [2], представени на фигура 1.2. От графиката, получена чрез улавяне с плътност кварцов прах # 961; СН1 = 2650 кг / м 3 (вискозитетът на въздух при 20 ° С # 956; 1 = 0,0183 · 10 -3 Pa · и), за определяне г # 951; # 967; трябва да влезе в изчисляването на корекция на температурата и плътността на прах: заместен в уравнение (1.5) е вискозитетът на въздух при 50 ° С и плътност на въглищен прах # 961; VX.
Фигура 1.1. въздушния поток номограма в зависимост от съпротивлението на потока Vz # 916 р.
Фигура 1.2. Зависимост d50 размер на частиците. капан в циклон 50% от хидравличното съпротивление # 916 р и диаметър D С на циклона.
5. Определяне на общата ефективност събиране на прах с помощта на връщане линия (фигура 1.3). За да направите това, поставете на двигателя 2 линия, така че горната част на линиите на радиални (опция # 963) съвпада с D # 951; # 967; (На абсцисата). В същото абсцисата намираме D50 = 20 микрона и възстановяване перпендикулярна на кръстовището с лъча # 963; = 4. пресечната точка ординатата намерен ще съответства на желаната обща степен на обезпрашаване # 951;,%.
6. Проверете дали изчислява общата ефективност дава или е необходимо.
Фигура 1.3. Вероятностни линия (за изчисляване на циклона).
Изчисляване скорост отлагане на частици прах в среда, характеризираща се с Stokes право, може да се проведе съгласно формулата:
при което - средният диаметър на частиците се утаява.
От режим на отлагане:
приложимостта на формула (1.6) се проверява чрез този израз за Reos. Ако Reos> 0.2, теоретичната скорост на отлагане, помисли за използване на фактор на разделяне:
Изчислете стойността на критерий Архимед:
След това, когато Аг · Кр <8,4·10 -4 используют формулу:
и когато Аг · Кр> 8,4 · 10 -4 - формула:
От получените стойности се изчислява Reos Теоретично степента на отлагане:
7. основните размери циклона определят в зависимост от избрания или предварително DCH ширина вход б.
За циклони NIIOGAZ:
Широчината на входа ..................
Вътрешният диаметър на изпускателната тръба:
След това външният диаметър на изпускателната тръба:
8. правилността на избрания диаметър циклон се проверява чрез формулата:
Височината HK на коничната част може да се определя от отношенията дадени по-горе (като фракция или DCH б).
9. При изчисляване циклон броя на батерията на елементи определят чрез емпиричната формула:
където - общ коефициент циклон изчисляването съпротивление на батерията на условен скорост (от експерименталните данни = 85).
Пример 1.2. Изчисление на машината пяна
апарат се използва за пречистване на газ от прах разпенване, често се нарича пяна или пяна скрубер колектор прах.
Основните фактори, влияещи върху работата на колектора за прах са:
1) скоростта газ при изчисляването на пълната част на устройството;
2) решетъчната структура.
За машини с режим на правилното пяна решетки започва с линейната скорост на газа в свободното сечение на устройството от 1.0 - 1.2 м / сек.
Горната граница на скоростта на газа е скорост от 2,3 - 2,5 м / сек, когато започва образуването на вълната.
Изчисление на колектор пяна прах с правилните плочи се извършва въз основа на следните данни:
1) дебит прашен газ Vr m 3 / час;
2) температурата и налягането;
3) запрашеност входящия колектор прах обяснено кг / м 3;
4) Общата необходимата степен на пречистване на газа # 951; %.
Изходните данни са показани в таблица. 1.2.
Изчислението се извършва в съответствие със следната схема:
1) определяне на площта на F на устройството или неговия диаметър Dap напречно сечение:
3) определяне на общото количество прах капан в машината Гюл (кг / ч):
4) Изчисляване на количеството течност (вода) L (кг / ч), необходими за образуване на суспензия на плоча с определена Т: F:
където C = S: L = 0.1 ÷ 0.2.
5) вида и избран свободната зона на плочата. решетка е избран за пяна машини с плочи свободни секции 966 # 0 = 0.2 - 0.5 m 2 / т2.
6) Проверка на хидравличното съпротивление апарат:
където А е - параметър в зависимост от натоварването на газ и течност и по този начин, на хидродинамичен режим на устройството; # 916 р # 963; - загуби за преодоляване на силите на повърхностното напрежение.
За коригиране тръбни плочи със свободно сечение # 966; 0 = 0,3 ÷ 0,5 т2 / m 2, в параметър изчислява по формулата:
където L - скорост течност масов поток, кг / сек; G - скорост на газов поток маса, кг / и:
За индустриални апарати пяна съпротивлението на потока варира в 0,3 - 1,7 кРа. За устройства, като например LTI тях. Lensovet # 916, р е 0,6 - 0,8 кРа.
7) видите общата ефективност за събиране на прах.
Пример 1.3. Изчисление на газопромивача на Вентури
Изходните данни са показани в таблица. 1.3.
Изчислено съгласно тази формула стойностите в обхвата на вариация # 969; г от 30 до 140 m / m и от 0,3 до 1,25 л / m 3 за четири фракции с частици = 1; 3; 5 и 10 микрона са дадени в таблица. 1.4.
Таблица позволява да намерите допълнение (в%) и # 916, стр (в Ра) апарат, работещ при дадени стойности # 969; г и m. Освен това е възможно да се определи цялостната ефективност обезпрашаване # 951; съгласно формулата:
където - събиране на ефективността на прах за I-та фракция, изчислена съгласно дадена фракция ДАВ; .phi.i - масова част на I-та фракция.
скрубер на Вентури ефективност зависи от специфичното потребление на енергия следва:
където А и В - експерименталните стойности, които зависят от свойствата на праха (виж Таблица 1.5 ..); разходите за енергия - CT:
Съгласно формула (1.29) за определяне на потреблението на енергия RT (кДж / 1000 m 3 на газ) определена или изчислена # 951;. Например, за сажди elektrokrekinga метан (А = 0.686, В = 1.36), когато # 951 = 0.95 RT 2.8 кДж / 1000 m 3 на газ, докато # 951 = 0.99 RT 3.9 кДж / 1000 m 3 газ.
Хидравлична устойчивост на газопромивача на Вентури е сумата на Вентури тръба хидравличното съпротивление и преградния на, с дял пай на налягането се наблюдават загуби в тръбата на Вентури [4].
Хидравлична устойчивост Вентури тръба:
където # 916; рТ - устойчивост "сух" тръба; # 916; GC - съпротивление поради въвеждането на промивна течност.
Резистентност "сух" тръба:
където - коефициентът на хидравличното съпротивление "сух" тръба на Вентури; # 969; О - скорост на газа при условията на изхода на тръбата на Вентури, м / сек; # 961; - плътността газ при същите условия, кг / м 3. Коефициентът може да бъде определена от емпиричната формула:
Стойностите на коефициентите А и В
където # 969; - скорост на фиктивни работен газ [7].
Височината на претеглената адсорбент слой върху плочата да се определи връзката:
където # 949; - порьозност претеглените слой може да бъде определена чрез емпирично отношения:
където Re = # 969; DZ · # 961; / # 956; - число на Рейнолдс; Аг = - критерий Архимед.
Разпределение на таргетната концентрация на компонент в газова фаза, височината на всеки слой е описан от отношението:
Като се има предвид процеса от дъното нагоре върху машината, може да се докаже, че за всеки етап:
където А = 12 # 916; HSL · Di / (# 948; # 969) - в безразмерна комплекса.
Броят на слоевете се определя чрез преброяване на броя на стъпките променя концентрацията на целевия компонент в газова фаза.
Изчисляване на броя на теоретичните тарелки (слоеве) NT. ND определяне на действителния брой плочи.
Големината на надлъжната коефициент смесване Кн в първо приближение може да се намери с израза:
където # 951; К = # 969 (СН - СН) / (L · a0); L - специфичното потребление на адсорбента; a0 - гранична стойност адсорбция; # 969; - скоростта на газовия поток.
Свързани статии