Расчет и конструирование аппаратов пылегазоочистки

• возврат в технологический  процесс боя изделий

• использование твердых отходов  в других отраслях промышленности

• автоматизированный контроль процесса обжига

• оптимизация садки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Разработка экологических  нормативов предприятия

3.1.Расчет выбросов  загрязняющих веществ в атмосферу

 

3.1.1

1)       , г/сут

     где m_i – удельный выброс

           N – производительность

 

, г/сут

, г/сут

, г/сут

, г/сут

, г/сут

 

2)       , г/с

 

, г/с

, г/с

, г/с

, г/с

, г/с

 

3)       , г/м³

, г/м³

4)

Загрязнение			TCR
NOx	2,054	19,28	431,2	46
SO2	2,927	12,7	430,7	64
CO	1,25	16,6	132,9	28
HF-	0,922	11,08	461	20

 

, кг/м³

, кг/м³

, кг/м³

, кг/м³

, кг/м³

 

, м³/с

, м³/с

, м³/с

, м³/с

, м³/с

0,364 < 8,5

 

5) % содержание загр. в общем потоке газоносителя:

Объемное содержание газоносителя (воздуха):

 

6) Концентрация газообразных загрязнений в устье трубы:

, мг/ м³

    где - молекулярная масса загрязнения

, мг/ м³

, мг/ м³

, мг/ м³

, мг/ м³

 

3.1.2.

Определяем параметры газоносителя:

, м³/с

, м³/с

Плотность газовой смеси

, кг/м³

, кг/м³

, кг/м³

, кг/м³

 

Определение вязкости пылегазовой  смеси

, Па*с

, Па*с

, Па*с

 

3.1.3.

Определяем max приземной концентрации:

, мг/м³

где А - коэффициент, зависящий от температурной  стратификации атмосферы в регионе и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе в данной местности, (С2/3 мг × град 1/3/г);

F - безразмерный коэффициент, учитывающий  скорость оседания вредных веществ  в атмосферном воздухе; 

m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

H - (м) - высота источника выброса  над уровнем земли; 

DТ - (°С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв;

 

Значение коэффициента А (С2/3 мг ×  град 1/3/г), соответствующее неблагоприятным  метеорологическим условиям, при  которых концентрация вредных веществ  в атмосферном воздухе максимальна:

● для субтропической зоны Средней Азии (лежащие южнее 400 с.ш.) – 240;

● для Казахстана, нижнего Поволжья, Сибири, Дальнего Востока – 200;

● для Севера, Северо-Запада Европейской территории России, Среднего Поволжья, Урала и Украины -160;

●для Оренбурга -180.

 

Значение безразмерного коэффициента F принимается для газообразных загрязняющих веществ (сернистого газа, сероуглерода и т.д.) и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) - 1;

 

Безразмерный коэффициент m определяется по формуле:

Расчет параметра f  производится по формуле:

                   , м/с2*град

, м/с2*град

 

Значение безразмерного коэффициента n определяется в зависимости от параметра Vm:

n – безразмерный  коэффициент зависит от параметра  VМ, , который находят из выражения;

Vm - безразмерный  параметр для горячих выбросов:                 

а)   при  Vm ≤ 0,3    n = 3;                 

б)  при 0,3 ≤  Vm ≤ 2,        

 в)    при    n=1.

 

Расчет параметра Vm производится по формуле: 

 

 м/с

 

 

, мг/м³

, мг/м³

, мг/м³

, мг/м³

, мг/м³

 

2) Максимальное значение приземной концентрации при неблагоприятных климатических условиях

, мг/м³

U - минимальная из скоростей  ветра - 0 м/с           

Um – «критическая» скорость  ветра = Vm = 1,718 м/с           

а)   при Vm ≤ 0,5               м/с               

б)  при 0,5 ≤ Vm≤ 2,       

 в)    при    

 

,   

,   

,

 

, мг/м³

 

3.1.4.

1) ПДК в устье трубы:

, мг/м³

где - разрешенная концентрация загрязнений

, мг/м³

, мг/м³

, мг/м³

, мг/м³

, мг/м³

2)       , г/с

 

, г/с

, г/с

, г/с

, г/с

, г/с

 

Наименование загрязнения	Концентрация загрязнений, мг/м3						Gi, г/с	ПДВ, г/с
	Cm	ПДКм.р.	Cmu	0,1*ПДКср.с.	CTi	CTMi
NOx	0,13	0,2	0	0,004	0,00924	0,00053	46,29	70,78
SO2	0,045	0,5	0	0,005	0,00314	0,0013	16,2	176,97
CO	1,307	5	0	0,3	0,0962	0,013	462,96	1769,74
HF-	0,032	0,04	0	0,0005	0,00223	0,000053	11,57	14,07
Пыль	1,37	0,15	0	0,01	57,18	0,00039	486,11	53,09

 

При сравнении max приземной концентрации с ПДКм.р. было установлено, что условия рассеивания не выполняются по пыли, необходимо рассмотреть меры достижения ПДВ соот. данному нормативу. Это значит, что санитарно-защитная зона со своими функциями будет справляться, то условия рассеивания изменять не нужно.

Сравнивая концентрацию загрязнений в устье трубы  с max допустимой концентрацией, устанавливаем, что условия рассеивания не выполняются по всем веществам, поэтому вклад в загрязнение рабочей зоны составляет 17,4; 2,4; 7,4 и 42,1. требуются индивидуальные методы защиты работающих.

Если валовый выброс загрязнения не соответствует ПДВ, то необходимы мероприятия, направленные на снижение валового выброса.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЦИКЛОНОВ.

 

Циклоны-сооружения, предназначенные для удаления крупных и средне- дисперсных  загрязнителей. Наиболее лучшие эффекты очистки. Циклоны демонстрируют для удаления частиц с 40-120 и выше мкм. В этом случаи циклоны используют в качестве основных сооружений очистки. Для частиц с диаметром 10-40 мкм эффект очистки составляет 45-92 %. В этом случаи циклоны используют как сооружения в предварительной очистке. Областью применения циклонов являются газовые выбросы с их концентрацией загрязнителя и температуры не выше 600 .

По конструкции циклоны бывают конические и цилиндрические.

 

Определяем тип циклона, задаёмся его размерами:

 

Характеристика	ЦН
	11	15	15У	24
, м/с	3,5	3,5	3,5	4,5
, мкм	3,65	4,5	6	8,5
	0,352	0,352	0,283	0,308

 

2.1 Задаемся  типоразмером и определяем его  диаметр.

, м

где W – объемный расход газового выброса, м³/с

     - оптимальная скорость потока в циклоне, м/с

      N – число секций в циклоне, N=1

м = 1551 мм

 

2.2 Принимаем  ближайшее большее значение станд.  диаметра и пересчитываем скорость.

 

D_станд = 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400, 3000 мм.

D_станд = 1600 мм

, м/с

, м/с

2.3 Полученное  значение скорости не должно  боле, чем на 15 % отличаться от  оптимальной.

 

3,825 – 5,175

Скорость рабочего потока укладывается в заданные пределы.

 

2.4 Определяем коэффициент гидравлического сопротивления циклона.

 

 

где К₁ – поправочный коэффициент на диам. циклона, =1

      К₂ – поправочный коэффициент на исходную запыленность, =0,95

      К₃ - поправочный коэффициент, учитывающий группировку циклона, =0

     - коэф. гидравлического сопротивления циклона на d=500 мм, =250

 

 

2.5 Определяем  потери давления в циклоне.

 

, Па

где - плотность ГН при заданных условиях, кг/м³

      - рабочая скорость, м/с

, Па

2.6 Определяем  диаметр частиц, удаляемых в циклоне  на 50 %.

, мкм

где , , - плотность частиц, диаметр частиц, удаляемых на 50%, динамическая 

                                 вязкость газового потока, полученные  по справочным данным.

, кг/м³

, Па*с

D = 600 мм

 

 мкм

 

2.7 Определяем  параметр осаждения  .

 

,

 

где - дисперсия осаждаемых частиц,

      - дисперсность частиц, полученная по справочным данным, зависит от типа циклона.

 

 

По параметру Х находим значение функции распределения Ф(Х) = 75,17%.

 

2.8. Определяем эффект очистки, %

 

2.9. Концентрации загрязнителей на выходе из циклона:

 

Циклон  принимаем как сооружение предварительной  очистки

 

 

Цилиндрический  циклон серии  ЦН-24

 

 

 

 

 

3.1.6. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СКРУББЕРОВ ВЕНТУРИ.

Скрубберы Вентури предназначены  для мокрой очистки газовых выбросов от дисперсных загрязнений, наибольшая эффективность при удалении частиц диаметром d=1-10 мкм. Условиями применения является температура газовых выбросов и исходная запылённость.