Методика расчета скруббера Вентури

Скрубберы Вентури нашла наибольшее применение среди аппаратов мокрой очистки газов с осаждением частиц пыли на поверхность капель жидкости. Они обеспечивают эффективность очистки 0,96...О,98 на пыли со средним размером частиц I...2 мкм при начальной концентрации пыли до 100 г/м³. Удельный расход воды на орошение при этом составляет 0,4...0,6 л/м³.

Для расчетов эффективности очистки от пыли производственных выбросов скруббером Вентури необходимы следующие исходные данные: плотность газа в горловине r_Г, кг/м³; скорость газа в горловине Wr, м/с; массовый расход газа М_Г, кг/с; массовый расход орошающей жидкости М_Ж, кг/с; удельный расход жидкости m, л/м³; давление жидкости р_Ж, кПа; плотность жидкости r_Ж, кг/м³,

1. Определяют гидравлическое сопротивление сухой трубы Вентури, Н/м², по формуле

где x_C - коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы; W r - скорость газа в горловине, м/с; r_Г - плотность газа в горловине, кг/м³.

2. Рассчитывают гидравлическое сопротивление, обусловленное введением орошающей жидкости, Н/м², по формуле

где x_Ж - коэффициент гидравлического сопротивления трубы, обусловленный вводом жидкости; r_Ж - плотность жидкости, кг/м³; m - удельный расход жидкости на орошение, л/м³.

При атом величина x_Ж определяется из соотношения

где Мж и Mr - массовые расходы жидкости и газа, кг/с.

3. Находят гидравлическое сопротивление трубы Вентури, Н/м² по формуле

4. Находят суммарную энергию сопротивления Кт, Па, по формуле

где p_Ж - давление распыляемой жидкости на входе в пылеуловитель, Па; v_Ж, v_Г соответственно, объемные расходы жидкости и газа, м³/с.

5. Определяют эффективность скруббера Вентури по формуле

где Кт - суммарная энергия сопротивления, Па; В и п - константы, зависящие от физико-химических свойств и дисперсного состава пыли (см. табл. 2.6).

Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой среды. Исходные данные для расчета - род поглотителя и поглощаемого вещества; количество очищаемого газа G, кг/с; концентрация поглощаемого вещества на входе в адсорбер Со, кг/м³. Кроме того, нужно знать физико-химические константы поглотителя и поглощаемого вещества и иметь изотерму адсорбции поглощаемого вещества в поглотителе,

Расчет адсорбера ведут в следующем порядке:

1. Выбирают тип сорбента и рабочую температуру. Для увеличения его емкости рабочая температура выбирается минимально возможной. Изотерма адсорбции паров этилового спирта на активированном угле при 20 °С представлена на рис. 2.1. По изотерме адсорбции и заданной величине c₀ г/м³, находят статическую емкость сорбента а_о, г/кг.

2. Определяют весовое количество очищаемого газа, G-, кг/с, из выражения

где L м - производительность местного отсоса от паровоздушной смеси, м³/ч;

3. Переводят весовую статическую емкость сорбента а_о, в объемную а’_о, кг/м³, по формуле:

где r_Н - насыпная плотность выбираемого сорбента, кг/м³.

Со - концентрация поглощаемого вещества на входе в адсорбер, кг/м³;

5. Выбирают скорость потока газа в адсорбере W, м/с. Обычно фиктивная скорость паровоздушной смеси или скорость, рассчитанная на полное сечение слоя, выбирается в пределах 0,1...О,25 м/с.

6. Определяют геометрические размеры адсорбера. Так, для цилиндрического аппарата диаметр Да, м, и длину (высоту) слоя адсорбента L а, м, подсчитывают по формулам:

где r_К и r_Н - кажущаяся и насыпная плотность сорбента, кг/м³

8. Рассчитывают эквивалентный диаметр зерна сорбента, м, по формуле

9. Коэффициент трения l находят в зависимости от характера движения по выражению

где Re = W*d_Э/(n* П) - критерий Рейнольдса; n - кинематическая вязкость газа, м/с.

10. Определяют гидравлическое сопротивление, оказываемое слоем зернистого поглотителя при прохождении через наго потока очищаемого газа Dр, Па, по формуле

11. Определяют коэффициент молекулярной диффузии паров этилового спирта в воздухе при заданных условиях Т и Р по формуле

где До = 0,101 10^-4 при То = 273°К и атмосферном давлении Po = 9,8*10⁴ Па.

12. Находят диффузионный критерий Прантля по формуле

13. Для заданного режима течения газа (определяется значением Re) вычисляют величину коэффициента массопередачи для единичной удельной поверхности. м/с:

14. По изотерме адсорбции (см. рис. 2.1) находят величину - количество вещества, максимально сортируемое поглотителем при данной температуре, и величину концентрации поглощаемого вещества на входе в адсорбер Сх, соответствующую величине

15. Рассчитывают удельную поверхность адсорбента f м² /м³ по формуле:

16. Определяют концентрацию паров этилового спирта на выходе из аппарата, г/м³, по формуле

17. Находят продолжительность защитного действия адсорбера, с, по формуле:

18. Если получаемое время защитного действия адсорбера отличается от заданного на величину Dt, то изменяем длину (высоту) слоя сорбента на величину DLa, м, определяемую по формуле

где F - площадь поперечного сечения слоя адсорбента, м².

Конструктивно аппараты адсорбции выполняются в вида вертикальных, горизонтальных или кольцевых емкостей, заполненных пористым сорбентом, через который фильтруется поток очищаемого воздуха.

Задание № 2.2.1. Подобрать циклон, обеспечивающий степень эффективности очистки газа от пыли не менее h=0,87, по данным табл. 2.7. При этом приняты следующие обозначения и некоторые значения: Q, м³ /с - количество очищаемого газа;r = 0,89 кг/м³ - плотность газа при рабочих условиях;

m = 22,2-10^-6 Н*с/м² - вязкость газа; r_П, кг/м³ - плотность частиц пыли, диаметр d_П, мкм и дисперсность lgs_n, С_ВХ, г/м³ - входная концентрация пыли. Дать чертеж подобранного циклона.

Задание № 2.2.2. Рассчитать эффективность применения скруббера Вентури для очистки от пыли производственных выбросов по данным табл. 2.8. При этом приняты следующие обозначения и некоторые значения: плотность газа в горловине r_Г = 0,9 кг/м³; скорость газа а горловине Wr, м/с; массовый расход газа М_Г, кг/с; массовый расход орошающей жидкости M_Ж, кг/с; удельный расход жидкости m, л/м³, давление Рж=300 кПа, плотность жидкости r _Ж= 1000 кг/м³; коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы x=0,15; требуемая эффективность очистки от пыла не менее 0,9. Дать чертеж принятого скруббера Вентури.

Задание № 2.2.3. Определить размеры, энергозатраты и время защитного действия адсорбера для улавливания паров этилового спирта, удаляемых местным отсосом от установки обезжиривания при условии непрерывной работы в течение 8 ч. Расчет выполнить по данным табл. 2.9. При этом приняты следующие обозначения и исходные значения; производительность местного отсоса Lм, м³/ч; начальная концентрация спирта Со, г/м³; температура в адсорбере t _p = 20°С и давление Р = 9,8*10⁴ H/ м²;плотность паровоздушной смеси r_Г= 1,2 кг/м³ и ее вязкость n = 0,15-10^-4 м²/с; диаметр гранул поглотителя (активированный уголь) d=3 мм; длина гранулы l=5 мм; насыпная плотность r_П = 500 кг/м³; кажущаяся плотность r_К= 800 кг/м³; эффективность процесса очистки h = 0,99. Представить чертеж рассчитанного адсорбера.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: