Разработка технологической схемы очистки промышленных газов (стр. 2 из 5)
· пыли неорганической: С(пыль)= 25 г/нм3 больше, чем
ПРК(пыль) =0,01 г/нм3;
· диоксида азота (NO2): С(NO2) = 1,3 г/нм3 больше, чем
ПРК(NO2) = 0,01 г/нм3;
· оксида углерода (СО): С(СО)= 0,01 г/нм3 равна ПДК(СО)= 0,01 г/нм3;
очистка не требуется от оксида углерода
· диоксида серы (SO2): С(SO2)= 0,1 г/нм3 больше, чем ПДК(SO2)= 0,05г/нм3;
1.3 Расчет массы веществ
Для расчета массы необходимо знать объемы и концентрации веществ. Т.к. на входе и выходе из аппаратов газовый поток имеет различную температуру, необходимо произвести расчет объемов с учетом этой температуры. Из формулы для объема газа при нормальных условиях выразим объем газа
, измеренный при температуре t: 
,где V0 – объем газа при нормальных условиях (в данном варианте V0 = 60 тыс.нм3/час);
t – температура, º С;
B – атмосферное давление, мм.рт.ст. (В = 740 мм.рт.ст.);
Pг – разряжение или давление газа в газоходе, мм.рт.ст. (Pг = 15 мм.рт.ст.).
Объем необходимо вычислить для того, чтобы выбрать марку оборудования.
Чтобы найти количество выбрасываемых вредных веществ в год до очистки, необходимо:
где Сисх.вещества – исходная концентрация вещества до очистки (таблица 1), г/нм3;
V0 – объем газа при нормальных условиях (в данном варианте V0 = 60 тыс.нм3/час);
Тс – время работы технологического агрегата, час/сутки (Тс = 124);
Тг – время работы технологического агрегата, дней/год (Тг = 300).
Масса веществ, поступающих на очистку:
Чтобы найти количество выбрасываемых вредных веществ в год после очистки, необходимо:
где Сост.вещества – остаточная концентрация вещества после очистки, г/м3, которую найдем по формуле :
;V0 – объем газа при нормальных условиях (в данном варианте V0 = 60 тыс.нм3/час);
Тс – время работы технологического агрегата, час/сутки (Тс = 124);
Тг – время работы технологического агрегата, дней/год (Тг = 300);
Кп – коэффициент подсоса, равный 7 % (таблица 1), учитывая который мы умножаем на 1,07.
Массы веществ после очистки:
1) Масса пыли на входе в циклон:
концентрация пыли на выходе из циклона:
3;масса уловленной циклоном пыли:
Объем газа при t = 150 º С:
3;на очистку в тканевый рукавный фильтр пойдет:
концентрация пыли на выходе из фильтра:
3;масса уловленной тканевым рукавным фильтром пыли:
Тогда на очистку в скрубберах, орошаемых известковым молоком, при очистке от диоксида серы пойдет:
концентрация пыли на выходе из двух последовательно установленных скрубберов:
3;масса уловленной пыли при очистке от диоксида серы:
После очистки от пыли остаточная концентрация равна:
3;Фактический годовой выброс пыли после очистки:
2) После очистки от диоксида серы остаточная концентрация равна:
3)
3;Фактический годовой выброс диоксида серы после очистки:
После очистки от диоксида азота остаточная концентрация равна:
3;Фактический годовой выброс диоксида азота после очистки:
2. Разработка вариантов схемы очистки газов и выбор наиболее рациональной схемы
На первом этапе проводим очистку от пыли. Медианный диаметр, равный 32 мкм, определяет использование тех или иных сухих механических аппаратов. Пылеосадительную камеру применять не целесообразно, так как она применяется при медианном диаметре от 40мкм. Следовательно, первым ставим циклон. Эти аппараты получили наибольшее распространение в промышленной практике, т.к. используемый в них способ разделения неоднородных пылегазовых потоков в центробежном поле более эффективен, чем гравитационное осаждение, поэтому они и применяются для отделения более мелких частиц пыли (до 5 мкм) [1, c.58]. При прохождении через циклон температура газового потока уменьшается до 115 ºC, а степень очистки ηц в данном аппарате находится, основываясь на информации о дисперсном составе пыли, указанном в таблице 1 исходных данных, по формуле [1,c. 53]:
где
- фракционная эффективность, % (данные из таблицы 1); 
- содержание фракций в газах, % (данные таблицы 1).Тогда рассчитаем эффективность циклона:
Поскольку требуемая степень очистки пыли весьма значительна (99,96 %), а в ее состав входят частицы размером 0 – 5 мкм, не улавливаемые циклоном, и составляют 16 % от общего количества частиц, необходимо на завершающей стадии ее очистки использовать аппарат, который обеспечит улавливание таких мелких частиц. Электрофильтр не применить в данном случае мы можем вполне обоснованно: по значению удельного электрического сопротивления слоя пыли (УЭС) пыль относится к третий группе (пыли с УЭС = 1010…1013 Ом∙см), т.к. в данном варианте значение
УЭС = 4∙10 12 Ом∙см при температуре 50 ºC; А пыли с высоким УЭС наиболее трудно улавливаются в электрофильтре. Слой на осадительном электроде действует как изолятор, так как время его разрядки велико. Электростатические заряды, поступающие непрерывно с оседающей пылью, не отводятся на осадительный электрод, а создают напряжение на слое осевшей пыли, что приводит к нарушению работы электрофильтра.
Так электрофильтр применять не целесообразно, то применим тканевый рукавный фильтр с импульсной продувкой. В современном виде фильтрация обеспечивает улавливание самых разнообразных частиц размером от видимого до околомолекулярного. Фильтрация вне конкуренции, когда речь идет об обеспечении исключительно высокой эффективности улавливания очень мелких частиц ценой умеренных затрат. Фильтрованием принято называть процесс очистки газов от пыли путем пропускания их через пористые перегородки. При этом частицы пыли собираются на перегородке со стороны входа газа, а очищенный газ проходит через перегородки. В зависимости от фильтрующего материала фильтры могут быть тканевые, в которых используют не только ткани, но и нетканые материалы (войлок, фетр). Концентрация пыли 100г/м3.
Итак, на первом этапе проводим очистку от пыли с помощью выше перечисленных аппаратов, а именно: циклон и рукавный фильтр, а уловленная этими аппаратами пыль, имеющая экономическую заинтересованность с точки зрения сбыта ее за счет присутствия в ней олова и цинка, направляется на хранение на временный склад.