Факультет:
Специальность: экология
Дисциплина: прикладная экология
Курсовая работа
На тему: «Расчет батарейного циклона»
Вариант 8
Задание
В батарейном циклоне (рис. 4) требуется очищать от пыли 7700 м3/ч газа при температуре 300 °С. Плотность газа (при 0 °С и 760 мм рт. ст.) 1,3 кг/м3 . Барометрическое давление составляет 98 634 Н/м2 (750 мм рт. ст.). На входе в батарейный циклон газы находятся под разрежением 294,0 Н/м2 (30 мм вод. ст.). Гидравлическое сопротивление батарейного циклона не должно превышать 392 Н/м2 (40 мм вод. ст.). Плотность пыли 2400 кг/м3. Запыленность газа 50 г/м3 при 0 °С и 700 мм рт. ст. Пыль слабо слипающаяся.
| № | Объёмный расход газа, м3/ч | t,oCпотока | Плотность пыли, кг/м3 | Барометри-ческое давление, Н/м2 |
| 8 | 7700 | 300 | 2400 | 98634 |
В данной курсовой работе представлена схема батарейного циклона и его элементов на рис. 2, 3.
Содержание
1. Теоретическое обоснование метода очистки в батарейном циклоне. 10
1.1 Общие сведения о циклонах. 10
1.2 Очистка запыленных газов в батарейном циклоне. 14
2. Технологическая схема батарейного циклона и его элементов. 16
3.Технологический расчет батарейного циклона. 18
Список используемой литературы:22
Длительное время локальные загрязнения атмосферы сравнительно быстро разбавлялись массами чистого воздуха. Пыль, дым, газы рассеивались воздушными потоками и выпадали на землю с дождем и снегом, нейтрализовались, вступая в реакции с природными соединениями. Сейчас объемы и скорость выбросов превосходят возможности природы к их разбавлению и нейтрализации. Поэтому необходимы специальные меры для устранения опасного загрязнения атмосферы. Основные усилия сейчас направлены на предупреждение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. На действующих и новых предприятиях устанавливают пылеулавливающее и газоочистное оборудование. В настоящее время продолжается поиск более совершенных способов их очистки.
Степень опасности промышленных отходов изменяется от таких безвредных материалов, как песок, и до диоксинов, являющихся одними из самых токсичных веществ. Удаление вредных отходов, угрожающих как здоровью человека, так и состоянию окружающей среды, – неотложная задача мирового масштаба. Хотя вредные отходы составляют только примерно 15% всех промышленных отходов, крайняя степень наносимого некоторыми из них вреда требует, чтобы они удалялись правильно и тщательно.
Газообразные промышленные отходы включают в себя смеси нескольких компонентов (азотоводородная смесь, аммиачно- воздушная смесь, смесь диоксида серы и фосгена); не вступившие в реакции газы (компоненты) исходного сырья; газообразные продукты; отработанный воздух окислительных процессов; сжатый (компрессорный) воздух для транспортировки порошковых материалов, для сушки, нагрева, охлаждения и регенерации катализаторов; для продувки осадков на фильтровальных тканях и других элементах; индивидуальные газы (аммиак, водород, диоксид серы и др.); газопылевые потоки различных технологий; отходящие дымовые газы термических реакторов, топок и др., а также отходы газов, образующиеся при вентиляции рабочих мест и помещений. Пылеобразование происходит в процессах измельчения, классификации, смешения, сушки и транспортирования порошковых и гранулированных сыпучих материалов.
Для обезвреживания и очистки газообразных и газопылевых выбросов используют
· сухие методы
· мокрые методы
· электрические методы
Кроме того, аппараты отличаются друг от друга как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных частиц. В основе работы сухих аппаратов лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях осуществляется контакт запыленных газов с жидкостью. При этом осаждение происходит на капли, на поверхность газовых пузырей или на пленку жидкости. В электрофильтрах отделение заряженных частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.
В настоящее время методы очистки запыленных газов классифицируют на следующие группы:
1. «Сухие» механические пылеуловители.
2. Пористые фильтры.
3. Электрофильтры.
4. «Мокрые» пылеулавливающие аппараты.
В данной курсовой работе рассмотренны аппараты относящиеся к механическим пылеуловителям. К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, в которых использованы различные механизмы осаждения: гравитационный, инерционный и центробежный.
Инерционные пылеуловители. При резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием инерционной силы будут стремиться двигаться в прежнем направлении и после поворота потока газов выпадают в бункер. Эффективность этих аппаратов небольшая.
Жалюзийные аппараты. Эти аппараты имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, проходя через решетку, делает резкие повороты. Пылевые частицы вследствие инерции стремятся сохранить первоначальное направление, что приводит к отделению крупных частиц из газового потока, тому же способствуют их удары о наклонные плоскости решетки, от которых они отражаются и отскакивают в сторону от щелей между лопастями жалюзи. В результате газы делятся на два потока. Пыль в основном содержится в потоке, который отсасывают и направляют в циклон, где его очищают от пыли и вновь сливают с основной частью потока, прошедшего через решетку. Скорость газа перед жалюзийной решеткой должна быть достаточно высокой, чтобы достигнуть эффекта инерционного отделения пыли.
Обычно жалюзийные пылеуловители применяют для улавливания пыли с размером частиц >20 мкм.
Эффективность улавливания частиц зависит от эффективности решетки и эффективности циклона, а также от доли отсасываемого в нем газа.
Циклоны. Циклонные аппараты наиболее распространены в промышленности.
В промышленности циклоны подразделяются на высокоэффективные и высокопроизводительные.
При больших расходах очищаемых газов применяют групповую компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, что положительно сказывается на эффективности очистки. Запыленный газ входит через общий коллектор, а затем распределяется между циклонами.
Батарейные циклоны - объединение большого числа малых циклонов в группу. Снижение диаметра циклонного элемента преследует цель увеличения эффективности очистки.
Вихревые пылеуловители. Отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока.
Динамические пылеуловители. Очистка газов от пыли осуществляется за счет центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при вращении рабочего колеса тягодутьевого устройства.
Фильтры. В основе работы всех фильтров лежит процесс фильтрации газа через перегородку, в ходе которого твердые частицы задерживаются, а газ полностью проходит сквозь нее.
В зависимости от назначения и величины входной и выходной концентрации фильтры условно разделяют на три класса: фильтры тонкой очистки, воздушные фильтры и промышленные фильтры.
Электрофильтры. Очистка газа от пыли в электрофильтрах происходит под действием электрических сил. В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц. Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под воздействием электрического поля они перемещаются и осаждаются к осадительным электродам.
При выборе аппаратов для очистки газа следует принимать во внимание технико-экономические показатели их работы, при определении которых необходимо учитывать степень очистки газа, гидравлическое сопротивление аппарата, расход электроэнергии, пара и воды на очистку, стоимость аппарата и стоимость очистки газа (обычно все расходы относят к 1000 м3очищаемого газа). При этом должны быть приняты во внимание факторы, от которых зависит эффективность очистки: влажность газа и содержание в нем пыли, температура газа и его химическая агрессивность, свойства пыли (сухая, липкая, волокнистая, гигроскопическая и т. д.), размеры частиц пыли и ее фракционный состав и пр.
Ниже приведены некоторые усредненные характеристики распространенных газоочистительных аппаратов, таблица 1.
Как видно из этих данных, инерционные пылеуловители и циклоны пригодны лишь для отделения сравнительно крупных частиц и могут бытьиспользованы для предварительной, грубой очистки от сухой, нелипкой и неволокнистой пыли. Вместе с тем эти аппараты не требуют высоких капитальных и эксплуатационных затрат. Их не рекомендуется применять для отделения мелкой пыли с размерами частиц менее 10 мкм. Инерционные пылеуловители и циклоны часто используют в качестве первой ступени очистки перед более эффективными газоочистительными аппаратами, например перед электрофильтрами.
Таблица 1
| Аппараты | Максимальное содержание пыли в газе, кг/м3 | Размеры отдельных частиц, мкм | Степень очистки, % | Гидравлическое сопротивление, Н/м2 |
| Пылеосадительные камеры | – | Более 100 | 30—40 | – |
| Жалюзийные пылеуловители | 0,02 | Более 25 | 60 | 500 |
| Циклоны | 0,4 | Более 10 | 70—95 | 400—700 |
| Батарейные циклоны | 0,1 | Более 10 | 85—90 | 500—800 |
| Рукавные фильтры | 0,02 | Более 1 | 98—99 | 500—2500 |
| Центробежные скрубберы | 0,05 | Более 2 | 85—95 | 400—800 |
| Пенные пылеуловители | 0,3 | Более 0,5 | 95—99 | 300—900 |
| Электрофильтры | 0,01—0,05 | Более 0,00599 | 99 и менее | 100—200 |
Циклоны и батарейные циклоны целесообразно применять для очистки газов с относительно высоким содержанием пыли, причем батарейные циклоны рекомендуется использовать при больших расходах очищаемого газа.