Расчет комплексной схемы очистки загрязненных газов

Расчет пылеосадительной камеры, центробежного пылеуловителя, скруббера Вентури. Расчет оборудования для каталитического обезвреживания газовых выбросов. Массообмен с участием химической реакции. Аэродинамика аппаратов каталитической очистки газов.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 05.10.2015
Размер файла 1,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский Государственный Университет

нефти и газа имени И.М. Губкина»

Кафедра «Промышленной экологии»

Курсовая работа

по дисциплине: «Защита атмосферы от промышленных загрязнений»

По теме: «Расчет комплексной схемы очистки загрязненных газов»

Москва 2014

Исходные данные

Вариант

Параметры

29

Состав и размер пыли. d, мкм:

1,0

4

1,6

13

2,5

7

4,0

9

6,3

10

10,0

13

16,0

8

25,0

12

40,0

13

63,0

11

Средний медианный диаметр пыли, dm. мкм

рассчитать

Объём очищаемых газов при нормальных условиях, м3/с

16

Температура газов, 0С

290

Динамическая вязкость газов при рабочих условиях Па*с*106

27

Плотность газа при рабочих условиях, кг/м3

1,3

Плотность частиц пыли, кг/м3

2050

Среднеквадратичное отклонение распределения пыли

3,1

Начальная запылённость газа, г/м3

85

Разряжение в скруббере, кПа

3

Напор жидкости на орошение, кПа

300

Коэффициент В*10-3

0,028

Коэффициент Х

0,86

Содержание фенола, г/м3

1,4

Содержание ацетона, г/м3

1

1. Расчет пылеосадительной камеры

Определение расхода газа в рабочих условиях

Определение площади дна камеры

Примем диаметр частиц пыли

Определение площади поперечного сечения камеры

Зададим скорость газа в камере

Определение ширины камеры

Примем высоту камеры

Определение длины камеры

Установка полок

Зададим количество полок

Получим площадь одной полки

Примем расстояние между полками

Определение новых геометрических параметров камеры

Построение кривой фракционной эффективности пылеосадительной камеры

Определение скорости витания частиц

ур. Стокса

Определение высоты, которую преодолевает частица в пылеосадительной камере

Определение доли осевших частиц

Таблица №1. Данные фракционной эффективности пылеосадительной камеры

d, мкм

Щ, %

, м/с

h, м

г

1

4

0,0000413

0,000156

0,000625

1,6

13

0,0001058

0,000400

0,001600

2,5

7

0,0002582

0,000977

0,003906

4

9

0,0006610

0,002500

0,010000

6,3

10

0,0016400

0,006202

0,025000

10

13

0,0041310

0,015625

0,063000

16

8

0,0110000

0,040000

0,160000

25

12

0,0260000

0,097656

0,391000

40

13

0,0660000

0,250000

1

63

11

0,16400000

0,620156

1

очистка загрязненный газ выброс

Рисунок №1. Кривая фракционной эффективности пылеосадителной камеры.

Определение остаточной запыленности

Таблица №2. Данные о размерах и количестве осевших в камере и прошедших через камеру частиц.

d, мкм

Щ, %

г

Масса частиц до камеры, г/м3

Масса осевших частиц, г/м3

Масса частиц после камеры, г/м3

1

4

0,000625

3,4

0,002

3,398

1,6

13

0,001600

11,05

0,018

11,032

2,5

7

0,003906

5,95

0,023

5,927

4

9

0,010000

7,65

0,077

7,573

6,3

10

0,025000

8,5

0,211

8,289

10

13

0,063000

11,05

0,691

10,359

16

8

0,160000

6,8

1,088

5,712

25

12

0,391000

10,2

3,984

6,216

40

13

1,000000

11,05

11,05

0

63

11

1,000000

9,35

9,35

0

2. Расчет центробежного пылеуловителя

Перерасчет исходных данных для циклона после пылеосадительной камеры

Таблица №3. Исходные данные для циклона

d, мкм

Масса частиц после камеры, г/м3

Щ, %

1

3,398

5,8

1,6

11,032

18,9

2,5

5,927

10,1

4

7,573

12,9

6,3

8,289

14,2

10

10,359

17,7

16

5,712

9,8

25

6,216

10,6

Запыленность газа на входе в циклон 58,5

Выбор циклона

Выберем тип циклона СДК-ЦН-33

Определение необходимой площади циклона

Определение количества циклонов и их диаметров

Зададим количество циклонов

Округлим диаметр циклона до величины, выбранной из ряда стандартных циклонов

Определение действительной скорости газа в циклоне

Определим отклонение от оптимальной скорости

Скорость в циклоне отклоняется меньше чем на 15%, т.е. циклон подобран верно.

Определение коэффициента гидравлического сопротивления группы циклонов

Таблица №4. Поправочные коэффициенты.

Влияния диаметра циклона

К1 = 1

Запыленности газов

К2 = 0,78

Для групп циклонов (прямоугольная компановка, циклонные элементы расположены в одной плоскости, отвод из общей камеры чистого газа)

К3 = 35

Гидравлического сопротивления одиночного циклона

ос = 520

Определение потерь давления в циклоне

Потери давления в циклоне не превышают допустимых 1500 Па

Определение медианного диаметра частиц, осаждаемых в аппарате на 50%

Определение параметра Х

Определение медианного диаметра частиц на входе в циклон

Определение dm аналитической аппроксимацией (проверка)

6,3 мкм - 52,3%

4 мкм - 47,7%

2,3 мкм - 4,6%

1,15 мкм - 2,3%

6,3-1,15=5,15 мкм - 50%

4+1,15=5,15 мкм - 50%

Таблица №5. Состав и размер пыли

Определение коэффициента очистки газа

При

Таблица №6. Данные о размерах и количестве осевших в циклоне и прошедших через него частиц.

d, мкм

Щ, %

Масса частиц до камеры, г/м3

Масса осевших частиц, г/м3

Масса частиц после камеры, г/м3

1

5,8

0,115

3,39

0,39

3,00

1,6

18,9

0,184

11,06

2,03

9,02

2,5

10,1

0,2875

5,91

1,70

4,21

4

12,9

0,46

7,55

3,47

4,08

6,3

14,2

0,7245

8,31

6,02

2,29

10

17,7

0,99

10,35

10,25

0,10

16

9,8

0,99

5,73

5,68

0,06

25

10,6

0,99

6,20

6,14

0,06

Рисунок №3. Графическое определение степени очистки газа от частиц разного размера

3. Расчет скруббера Вентури

Общий расход энергии, отнесенный к 1000 м3 очищенных газов

Зависимость между коэффициентом очистки газов и затратами энергии

Зададим степень очистки

Определение коэффициента К

Определение общего гидравлического сопротивления аппарата

Зададим удельный расход жидкости

Определение гидравлического сопротивления трубы

Зададим коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы

Определение гидравлического сопротивления каплеуловителя

Рассчитаем действительный действительный расход газа на входе в циклон

Зададим скорость газов в циклоне-каплеуловителе

Рассчитаем диаметр диклона

Примем

Пересчитаем скорость газов в каплеуловителе

Рассчитаем высоту каплеуловителя

Пересчитаем плотность газа в условиях скруббера

Расчет скорости газа в скруббере Вентури

Определим диаметр горловины трубы Вентури

Зададим скорость газа на входе/выходе трубы Вентури

Определим диаметр на входе и выходе трубы Вентури

Определим длину горловины трубы Вентури

Зададим и

4. Расчет тканевого фильтра

Исходные данные

Степень очистки

Разряжение в системе

Допустимая температура ткани

Определение действительного расхода газов

Определение расхода воздуха, подаваемого на разбавление

Зададим температуру воздуха

Определение воздуха, подаваемого на продувку

Определение площади поверхности фильтрации

Зададим удельную нагрузку тканевого фильтра по газу

Выбираем фильтр ФРО-7000-2

Общая площадь поверхности

Число секций

Число рукавов

Диаметр

Длинна

F', м2

n, шт

z, шт

d, мм

L, м

7182

14

756

300

10

Проверка выбора фильтра

Количество рукавов, работающих одновременно на продувку в фильтрах с обратной продувкой

Общая площадь поверхности рукавов, требуемая для нормальной работы

, т.е. данный фильтр имеет достаточную площадь фильтрации

Проверка на допустимую запыленность

Зададим допустимую удельную запыленность ткани

, , т.е. данный фильтр подходит.

5. Расчет электрофильтра

Определение действительного расхода газов

Зададим температуру на входе в электрофильтр

Определение расхода воздуха, подаваемого на разбавление

Зададим температуру воздуха

Определение площади сечения активной зоны

Зададим скорость газа в электрофильтре

Примем коэффициент запаса, учитывающий подсосы атмосферного воздуха

Выбираем электрофильтр УГ2-3-53

Площадь сечения

Температура на входе в фильтр

Степень очистки

Удельный расход энергии

Параметры электродов

fэ, м2

t, °С

з

Nуд, кВт•ч

L, м

R, м

R1, м

53

250

0,99

0,3

2,5

-

0,0015

Расход электроэнергии

Определение критической напряженности поля

Относительная плотность газа

Определение критического напряжения возникновения коронного разряда пластинчатых осадительных электродов

Зададим расстояние между пластинами и расстояние между электродами

Определение линейной плотности тока короны для пластинчатых осадительных электродов

Зададим подвижность ионов воздуха

Зададим напряжение на электродах

Определение напряженности электрического поля

Определение скорости дрейфа частиц по направлению к осадительному электроду

При

При

dч, мкм

rч, м

щч

1

0,0000005

1,2

0,051

1,6

0,0000008

1,125

0,071

2,5

0,00000125

1,08

0,084

4

0,000002

1

0,092

6,3

0,00000315

1

0,101

10

0,000005

1

0,128

16

0,000008

1

0,205

25

0,0000125

1

0,321

Определение степени очистки

Коэффициент, характеризующий геометрические размеры аппарата и скорость газа в нем

dч, мкм

rч, м

щч

з

1

0,0000005

1,2

0,051

0,881

0,192

1,6

0,0000008

1,125

0,071

0,948

0,227

2,5

0,00000125

1,08

0,084

0,970

0,242

4

0,000002

1

0,092

0,978

0,199

6,3

0,00000315

1

0,101

0,985

0,133

10

0,000005

1

0,128

0,995

0,003

16

0,000008

1

0,205

0,999

0,004

25

0,0000125

1

0,321

0,999

0,001

6. Расчет оборудования для каталитического обезвреживания газовых выбросов

Исходные данные

Температура газов для проведения каталитического процесса

Диаметр частиц катализатора АП-56

Длина частиц катализатора

Форма катализатора цилиндрическая

Порозность

Требуемая степень очистки по веществу меньше ПДК

ПДК фенола = 0,01 мг/м3

ПДК ацетона = 0,35 мг/м3

Температура газов перед реактором

Расчет процессов массообмена с участием химической реакции

Удельная поверхность слоя катализатора

Эквивалентный диаметр каналов

Коэффициент кинематической вязкости воздуха

Допускаемое гидравлическое сопротивление слоя

Скорость фильтрования, отнесенная к полному сечению слоя

Критерий Рейнольдса

Мольный объем обезвреживаемого компонента - фенола

Мольный объем воздуха

Коэффициент диффузии

Критерий Шмидта

Диффузионный критерий Нуссельта

Коэффициент массопередачи

Принимаем коэффициент доступной поверхности по графику K = 0,86

Удельная доступная поверхность

Число единиц переноса массы

Необходимая толщина слоя катализатора

Рабочая толщина слоя катализатора

Действительный объем очищаемых газов

Необходимая поверхность фильтрования

Принимаем соотношение

Рабочая высоты кольцевой корзины

Средний диаметр кольца

Объем катализатора

Тепловые процессы в термокаталитических аппаратах

Коэффициент, учитывающий потери тепла рекуператора в окружающую среду

Теплоемкость газов, поступающих из каталитического реактора

Температура газов на выходе из реактора

Температура очищенных газов на выходе из рекуператора

Теплоемкость газов, поступающих на очистку

Температура очищаемых газов на входе в рекуператор

Температура очищаемых газов на выходе из рекуператора

Рекуператор противоточный с продольным движением газов в межтрубном пространстве

Перепады температур на входе и на выходе из рекуператора

Температурный напор в рекуператоре

Скорость газов в трубном пространстве

Сечение для прохода газов в трубном пространстве

Внутренний диаметр труб

Толщина стенки труб S = 0,005 м. Площадь сечения одной трубы

Количество труб

n = 210 шт

Расположение труб - прямоугольник 15х14 труб

Внутри очищаемые газы (в реактор), в межтрубном пространстве - очищенный газ (из реактора).

Средняя температура в трубном пространстве

Скорость газов в трубном пространстве при действительных условиях

Принимаем из справочника коэффициент кинематической вязкости при действительных условиях трубного пространства

Критерий Рейнольдса

Принимаем из справочника коэффициент теплопроводности газов при действительных условиях трубного пространства

Критерий Прандтля

Pr = 0,6924

Поправочный коэффициент при 50

Коэффициент теплоотдачи со стороны нагретых (очищаемых) газов

Наружный диаметр труб

Шаг труб по длине рекуператора

Длина рекуператора

Шаг трубы по ширине рекуператора

Ширина рекуператора

Эквивалентный диаметр

Средняя температура в межтрубном пространстве

Скорость газов в межтрубном пространстве при нормальных условиях

Скорость газов в трубном пространстве при действительных условиях

Принимаем из справочника коэффициент кинематической вязкости при действительных условиях трубного пространства

Критерий Рейнольдса

Принимаем из справочника коэффициент теплопроводности газов при действительных условиях трубного пространства

Критерий Прандтля

Pr = 0,6975

Поправочный коэффициент при 200

Коэффициент Kl = 1

Коэффициент теплоотдачи со стороны греющихся (очищенных) газов

Коэффициент теплопередачи

Расход газа

Количество тепла, воспринятое в рекуператоре газовыми выбросами

Требуемая поверхность нагрева

Средний диаметр труб

Длина рекуператорных труб

Теплоемкость воздуха

Удельная величина адиабатического разогрева воздуха при окислении

Для фенола

Для ацетона

Температура газов на выходе из топки

Теплоемкость воздуха при средней температуре Ср = 1,34 кДж/м3•К

Расход газа в теплогенераторе

Коэффициент избытка воздуха в газогорелочном устройстве б = 1,05

Теоретическое количество воздуха, потребное для сжигания 1 м3 природного газа

Объем продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 м3 природного газа

Объем газов на входе в реактор

Расходуемая мощность на нагрев очищаемых газов в теплогенераторе электроэнергией

Аэродинамика аппаратов каталитической очистки газов

Плотность газов при рабочей температуре катализатора

Сопротивление слоя катализатора при Re > 50

Потери давления в трубном пространстве

Плотность газов при их начальной температуре

Коэффициент местного сопротивления при входе газа в трубы о1 = 2,5

Потери давления при входе газов в трубе рекуператора

Плотность газов при средней температуре внутри труб

Коэффициенты, определяющие коэффициент трения (для гладкой металлической стенки)

А = 0,32

n = 0,25

Коэффициент трения

Потери давления при входе газов в трубы рекуператора

Коэффициент местного сопротивления при выходе газов из труб о2 = 1

Плотность газов при их конечной температуре

Потери давления при выходе газов из труб рекуператора

Плотность воздуха при 200

Геометрический напор

Потери давления в трубном пространстве

Потери давления в межтрубном пространстве

Коэффициенты, определяющие давления при внешнем обтекании пучка труб

Плотность газов при средней температуре межтрубного пространства

Потери давления при внешнем обтекании пучка труб (коридорное расположение труб)

Коэффициент сопротивления, определяющий потери давления в подводящей коробке

Скорость газов в подводящей коробке

Потери давления в подводящей коробке

Коэффициент сопротивления, определяющий потери давления в отводящей коробке

Скорость газов в отводящей коробке

Потери давления в межтрубном пространстве

Потери давления в рекуператоре

Общее сопротивления каталитической установки

Список литературы

1. С.И. Славин «Защита атмосфера от промышленных загрязнений», Москва 1995

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Определение воздействия промышленного предприятия на окружающую среду. Расчет максимальной приземной концентрации отходящих газов от источников загрязнения. Расчет аппаратов для очистки газов для снижения техногенной нагрузки до необходимого уровня.

    курсовая работа [577,3 K], добавлен 26.05.2016

  • Очистка газов от SOx. Процесс с использованием CuO/CuS04, катализаторы. Угольное топливо с добавками извести. Методы обезвреживания отходящих газов. Очистка отходящих газов от аэрозолей. Адсорбционные и хемосорбционные методы очистки отходящих газов.

    реферат [24,7 K], добавлен 23.02.2011

  • Применение технических средств очистки дымовых газов как основное мероприятие по защите атмосферы. Современные методики разработки технических средств и технологических процессов очистки газов в скруббере Вентури. Расчеты конструктивных параметров.

    курсовая работа [239,2 K], добавлен 01.02.2012

  • Особенность каталитического и биохимического способов очистки газов. Достоинства и недостатки этих технологических процессов. Классификация аппаратов по способу воздействия газов с катализатором. Достоинства и недостатки фильтрующего и кипящего слоя.

    презентация [328,4 K], добавлен 11.12.2013

  • Анализ воздействия отходящих дымовых газов на окружающую среду. Характеристика котельного производства. Устройство котельных установок. Альтернативные варианты систем очистки отходящих дымовых газов котельных агрегатов. Очистка дымовых газов от золы.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 04.04.2016

  • Характеристика ОАО "Новосибирскэнерго" как источника загрязнения окружающей среды. Химические, абсорбционные и каталитические методы очистки дымовых газов от оксидов азота. Процесс глубокой очистки газов выбросов от оксида азота. Денитрификация газов.

    отчет по практике [36,4 K], добавлен 05.12.2014

  • Анализ воздействия металлургического предприятия на природную среду. Комплекс мероприятий по уменьшению газовых выбросов. Расчет загрязнения атмосферы до и после установки газоочистного оборудования и определение предотвращенного экологического ущерба.

    дипломная работа [378,1 K], добавлен 25.01.2013

  • Характеристика понятия абсорбционного метода очистки отходящих газов, который реализует процессы, происходящие между молекулами газов и жидкостей. Особенности физической и химической абсорбции. Применение активных углей, силикагелей, алюмогелей, цеолитов.

    реферат [31,3 K], добавлен 25.02.2011

  • Общая характеристика каталитических методов очистки. Каталитическая очистка газовых выбросов от оксидов азота и углерода. Существующие катализаторы и процессы нейтрализации оксидов азота и углерода. Перспективы каталитической очистки газовых выбросов.

    контрольная работа [265,9 K], добавлен 26.10.2010

  • Общая характеристика методов очистки воздуха. Кормовые дрожжи как ценный белково-витаминный корм для всех видов сельскохозяйственных животных. Характеристика специфики производства кормовых дрожжей. Расчет циклона для очистки воздуха от дрожжевой пыли.

    курсовая работа [71,9 K], добавлен 25.10.2009

  • Безотходная и малоотходная технология. Очистка газовых выбросов от вредных примесей. Очистка газов в сухих механических пылеуловителях. Промышленные способы очистки газовых выбросов от парообразных токсичных примесей. Метод хемосорбции и адсорбции.

    контрольная работа [127,3 K], добавлен 06.12.2010

  • Состояние атмосферного воздуха в городе Омске. Меры по предотвращению загрязнения воздуха Омского ТЭЦ-5. Снижение выбросов окислов азота и диоксида серы. Технологии очистки дымовых газов от золы. Сокращение выбросов в населенные пункты парниковых газов.

    курсовая работа [359,0 K], добавлен 08.05.2014

  • Характеристика способов пылеулавливания и основные показатели работы пылеулавливающих аппаратов. Особенности их классификации, схема и специфика работы. Обзор приспособлений сухой и мокрой очистки газов от пылевых частиц. Принципы действия, виды фильтров.

    курсовая работа [576,2 K], добавлен 07.11.2014

  • Двигатель как источник загрязнения атмосферы, характеристика токсичности его отработавших газов. Физико-химические основы очистки отработанных газов от вредных компонентов. Оценка негативного воздействия эксплуатации судна на окружающую природную среду.

    курсовая работа [281,6 K], добавлен 30.04.2012

  • Описание существующих методов очистки воздуха от вредных газообразных примесей: абсорбционный и адсорбционный методы, термическое дожигание. Очистка отходящих газов на заводах технического углерода. Оборудование для биохимических методов очистки.

    контрольная работа [36,0 K], добавлен 11.01.2012

  • Воздействие на атмосферу загрязняющих веществ, возникающих при сжигании каменного угля. Методы очистки отходящих газов. Применение электрофильтров при очистке дымовых выбросов. Расчет предельно допустимых выбросов для предприятия теплоэнергетики.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 13.01.2015

  • Токсикологическая характеристика загрязнителей. Расчет схемы очистки производственных газов от пыли и химических загрязнителей. Разработка природоохранных мероприятий, позволяющих снизить вредное воздействие выбросов на окружающий атмосферный воздух.

    курсовая работа [586,7 K], добавлен 08.12.2011

  • Учет и управление экологическими рисками населения от загрязнений окружающей среды. Методы очистки и обезвреживания отходящих газов ОАО "Новоросцемент". Аппараты и устройства, используемые для очистки аспирационного воздуха и отходящих газов от пыли.

    дипломная работа [113,0 K], добавлен 24.02.2010

  • Расчет количества и состава продуктов сгорания топлива. Физико-химические основы очистки отработанных газов от токсичных компонентов. Расчет материального баланса по отработанным газам. Определение плат за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

    курсовая работа [385,2 K], добавлен 30.04.2012

  • Описание блок-схемы и технологии очистки обессоливаемых вод. Расчет напорного угольного фильтра. Схемы и расчет установок полного обессоливания методом ионного обмена, расчет регенерационного хозяйства ионитовой установки. Сущность метода дегазации.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 06.07.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.