ширина вхідного патрубка на вході, м
3 скруберами ВЕНТУТРІ
3.1 Теоретична частина
Апарати мокрого очищення газів мають широке поширення, так як характеризуються високою ефективністю очищення від дрібнодисперсних пилу з dч ≥ (0,3-1,0) мкм, а також можливістю очищення від пилу гарячих і вибухонебезпечних газів. Однак мокрі пиловловлювачі мають ряд недоліків, що обмежують область їх застосування:
- Освіта в процесі очищення шламу, що вимагає спеціальних систем для його переробки;
- Винесення вологи в атмосферу і утворення відкладень в відвідних газоходів при охолодженні газів до температури точки роси;
- Необхідність створення оборотних систем подачі в пиловловлювач.
Серед апаратів мокрого очищення з осадженням частинок пилу на поверхню крапель на практиці більш застосовні скрубери Вентурі. Основна частина скрубера - сопло Вентурі - 2, в конфузорно частина якого підводиться запилений потік газу і через відцентрові форсунки - 1 рідина на зрошення. У конфузорной частини сопла відбувається розгін газу від вхідної швидкості у вузькому перерізі сопла 30-200м / с і більше. Процес осадження частинок пилу на краплі рідини обумовлений масою рідини, розвиненою поверхнею крапель і високою відносною швидкістю частинок рідини і пилу в конфузорной частини сопла. Ефективність очищення в значній мірі залежить від рівномірності розподілу рідини по перетину конфузорной частини сопла. У диффузорной частини сопла потік гальмується до швидкості 15-20 м / с і подається в каплеуловитель. Краплевловлювач зазвичай виконують у вигляді прямоточного циклону.
Мал. 3.1.1 Розрахункова схема труби Вентурі:
1-конфузор; 2-горловина; 3-дифузор; - довжини конфузора, горловини і дифузора відповідно; - діаметри конфузора, горловини і дифузора відповідно; - половини кутів розкриття конфузора, горловини і дифузора.
Скрубери Вентурі забезпечують високу ефективність очищення аерозолів із середнім розміром частинок 1-2 мкм при початковій концентрації домішки до 100 г / м3. Питома витрата води на зрошення при цьому становить 0,1-6,0 л / м3. Круглі скрубери Вентурі застосовують при витраті газу до 80000 м3 / год. При великих витратах газу і великих розмірах труби можливості розподілу зрошувальної рідини по перетину труби погіршуються, тому застосовують кілька паралельно працюють круглих труб або переходять на труби прямокутного перетину.
Завданням розрахунку скрубера Вентурі є визначення основних конструктивних розмірів труби Вентурі і краплевловлювача.
3.2 Розрахунок скрубера Вентурі
1. З рівняння теплового балансу, складеного для 1м3 сухого газу методом послідовних наближень, знаходимо температуру газу, на виході з скрубера Вентурі, по наступний формулі:
де Сг, Сп, Сж - відповідно теплоємність газу, пара і рідини, ккал / кг, 0С; їх приймають Сг = 0,24, Сп = 0,48, Сж = 1 відповідно;
rг - щільність газу, кг / м3 ц.р .; приймають rг = 1,29 кг / м3;
tг, tж - температура газу рідини, 0С; приймають tж = 18-20 0С;
r - прихована теплота випаровування, ккал / кг, приймаємо r = 540 ккал / кг;
приймають dвх = 0,5, тоді dвих = 0,409;
dвх = 0,4, тоді dвих = 0,318;
m - питома витрата води на зрошення, кг / м3. За умовами роботи скрубера Вентурі його приймають від 0,3 до 5,0 кг / м3; m = 1,25
вх. вих. - надрядкові індекси, які стосуються відповідно до параметрів входу і виходу труби Вентурі.
0.241,29 (100-tгвих) +540 (0,4-0,318) +0,48 (0,4100-0,318tгвих) ≥11,25 (tгвих-18oC)
116,94oC ≥ 1,71254oCtгвих;
Переймаючись значенням tгвих = 68 0С, при якому dвих = 0,318, кг / м3 ц.р. методом послідовних наближень знаходимо tгвих; tгвих = tжвих, так як втратами тепла в навколишнє середовище через стінки обладнання можна знехтувати.
2. Обсяг газу при нормальних умовах визначають за формулою:
де Q - обсяг газу на вході в скрубер Вентурі м3 / год;
В - барометричний тиск, B = 760 мм рт. ст .;
Ргвх розрідження газу перед трубою Вентурі, мм рт. ст. Його приймають в діапазоні 11-13 мм рт. ст .;
4.Колічество рідини, що подається на трубу Вентурі:
де m- питома витрата води на зрошення, який приймається від 0,3 до 5 кг / м3:
5. Різниця вологовмісту на вході в трубу Вентурі і виході з неї:
Dd = dвх - dвих. кг / м3 ц.р. (3.2.5)
при dвх = 0,4; dвих = 0.318 кг / м3
Dd = 0,4-0,318 = 0,082 кг / м ц.р.
6. Кількість сконденсованої вологи:
Gск.вл =, кг / год (3.2.6)
7. Обсяг сконденсованої вологи:
де- щільність водяної пари при нормальних умовах, = 0,804кг / м3.
8. Обсяг газу на виході з скрубера при нормальних умовах:
9. Обсяг газу за умовами виходу з скрубера Вентурі
Qгвих =, м3 / ч в.г. (3.2.9)
де - гідравлічний опір труби Вентурі.
де - енергетичні витрати на очистку 1000газа. За залежності фракційної ефективності уловлювання від енерговитрат на процес очищення, визначаємо величину = 1,25 кВт / 1000;
m - величина питомої зрошення, розрахована по температурі і тиску газу на виході з труби Вентурі, л / м3; m = 0,6 л / м3;
- тиск зрошувальної рідини, кг / м2; = 1-3 кг / м2.
10. Значення швидкості газу в горловині труби Вентурі:
де g - прискорення сили тяжіння, м / с2; g = 9,8 м / с2;
- щільність газу при умовах (по температурі і тиску) виходу з труби Вентурі:
xC - коефіцієнт гідравлічного опору сухої труби Вентурі:
xC = 0,165 + 0,034Ir / dr - (0,06 + 0,028 Ir / dr) M (3.2.14)
де Ir / dr - відношення довжини до діаметру горловини труби Вентурі; Ir / dr-задає від 0,15 до 3; Ir / dr = 2;
де Wr - швидкість газу в горловині. Її ставлять в межах 50 - 120 м / с; Wr = 100 м / с.
xC = 0,165 + 0,0342 (0,06 + 0,0282) 0,26 = 0,167
xЖ - коефіцієнт гідравлічного опору рідини
xЖ = 0,63xC (0,610-3) -0,3 (3.2.16)
xЖ = 0,630,167 (0,6 10-3) -0,3 = 0,97
12. При цій швидкості газу в горловині труби Вентурі і Qгвих площа перетину горловини дорівнює:
13. Діаметр горловини:
14. За каталогом вибираємо скрубер Вентурі, типу СВ210 / 120 - 1200 з розрахунковим діаметром горловини 210 мм.
15. Уточнюємо режим роботи скрубера Вентурі:
Похибка різниці в швидкостях розрахункової і уточненої складає 0.9%, що цілком задовольняє заданій точності.
3.2.1 Конструктивні параметри труби Вентурі
Малюнок 3.2.1- Схема скрубера Вентурі
Так як тип скрубера Вентурі СВ210 / 120 - 1200 з розрахунковим діаметром горловини 210 мм, то:
4.1 Теоретична частина
Застосовують різні краплевловлювачі, вибір яких визначають розміром вловлюються крапель при швидкості 120м / с. У трубі Вентурі утворюються краплі із середнім розміром 50 мкм. Як краплевловлювачі найбільш часто застосовуються циклони, а також колінні сепаратори, сепаратори з закручуються елементами і розділові ємності. Іноді після труби Вентурі встановлюють порожнисті і насадок скрубери, пінні апарати і електронні фільтри. Для більш повного очищення використовують двоступеневі краплевловлювачі (грубої і тонкої очистки). Як краплевловлювачі грубої очистки застосовують розділові ємності, в яких великі краплі, під дією сил гравітації, падають на дно, а потік газу виходить зверху очищеним. Також застосовують колінні сепаратори. Для тонкого очищення використовують циклони (прямоточні циклони НІІОГАЗ).
Колінні сепаратори представляють собою коліно (поворот потоку на 90). Внаслідок інерції великі краплі відкидаються до стінки коліна в нижню його частину, де є ємність для відводу рідини. Для посилення сепарації крапель в коліні, іноді, встановлюють поздовжні лопатки. Колінні сепаратори відносяться до краплевловлювачі грубої очистки, вони більш компактні, ніж розділові ємності.
Компактністю відрізняються також відцентрові краплевловлювачі з лопатковим завіхрітелем циліндричної або конічної форми. Відцентрові краплевловлювачі встановлюють, безпосередньо, після труби Вентурі. Газорідинний потік входить знизу через вузьке перетин конуса, закручується за допомогою лопаток. Виходячи з конуса, під дією відцентрових сил, крапельки, відкидаються до стінок у вигляді плівки рідини, стікають в збірник, звідки через штуцер видаляються. Очищений газ виходить зверху. Відцентрові краплевловлювачі забезпечують уловлювання крапель діаметром більше 10 мкм до 99%. Швидкості руху газу в сепараторах досягає 15 м / с. При уловлюванні крапель суспензії і розчинів межлопастное канали забиваються. Тому ефективно використовувати краплевловлювачі з декількома секціями по висоті. Причому, число лопаток в Завихрювачі збільшується з верху в низ.
4.2 Визначення основних конструктивних параметрів краплевловлювача
Конструктивні параметри краплевловлювача можна визначити, користуючись розрахунковою схемою (рисунок 4.2.)
Малюнок 4.2.1- Розрахункова схема краплевловлювача:
1-вхідний патрубок; 2-вихідний патрубок; - висота краплевловлювача; а, в - габарити вхідного патрубка; с - відстань від вихідного патрубка до кришки краплевловлювача.
1. Швидкість газу в краплевловлювачі рекомендується приймати 4.5 - 5.5 м / с; приймаємо швидкість дорівнює 5 м / с.
2. Скориставшись формулою:
знаходять діаметр краплевловлювача, м:
Приймаємо dk = 1200 мм = 1,2 м.
3. Висота краплевловлювача
h к = 1,5'dк, м (4.2.3)
4. З рекомендованого співвідношення висоти вхідного патрубка а до його ширині в рівному а / в = 3. знаходимо ширину вхідного патрубка, рівну діаметру горловини скрубера, тобто а == 0,378 м. Тоді в = а / 3 = 0,378 / 3 = 0,126 м.
5. З рекомендованого співвідношення площ вихідного і вхідного патрубків = 1,7 знаходимо площа вихідного патрубка:
Розрахункові Учень одного між вихідним патрубком і верхньою кришкою краплевловлювача, м:
С = 0,1' dк (4.2.5)
Необхідно відзначити наступні основні джерела забруднення навколишнього середовища, при розгляді АБЗ: димова труба, завантажувальна та розвантажувальна коробки сушильного барабана, місця завантаження, розвантаження, просіювання сухих мінеральних матеріалів, крім цього виділення відпрацьованих газів при роботі автомобільної бази заводу і при згорянні палива, використовуваного в технологічному процесі приготування асфальтобетонної суміші.
Природоохоронні заходи на таких об'єктах мають реалізовуватися при розробці плану виробництва таким чином, щоб зростання виробничих потужностей випуску продукції супроводжувався відповідним зростанням продуктивності очисних споруд, підвищенням якості очищення.
Як споруди для захисту атмосферного повітря від забруднень, що виділяються АБЗ, використовують апарати сухого і мокрого очищення газів, що відходять і запиленого вентиляційного повітря. До перших відносяться циклони, а до других - скрубери Вентурі в комплексі з краплевловлювачі.
В даній розрахунковій роботі була розроблена система очищення газів на АБЗ, в яку увійшли група циклонів марки ЦН-11 в прямокутної компонуванні, скрубер Вентурі типу СВ 210 / 120-1200 з продуктивністю 7-2 тис.м3 / год в комплексі з каплеуловителем.
2. Техніка захисту навколишнього середовища. - Родіонов і др.-М.: Хімія, 1989
4. Техніка захисту навколишнього середовища. - Родіонов і др.-М.: Хімія, 1989
5. Асфальтобетонні і цементобетонні заводи. Довідник В.І. Колиша, П.П. Костін-м: Транспорт, 1982.