8. Визначаємо ефективність очищення

,

де

q_вих = * ln =

Aq_вх. * = 5250 * 0,26 * 10^-8 * 71795 = 0,98;

η = * 100 = 99,27 %.

де

= * lg [1^-1 * * = * ln [1 +

+ * = 73260 * 0,98 = 71795 = 20 час;

q_вих = * ln = 0,19 * 10^-10;

Aq_вх. * = 5250 * 0,26 * 10^-8 * 71795 = 0,98;

η = * 100 = 99,27 %.

Практична робота 3 Розрахунки скрубера

Мета роботи – застосування одержаних знань при розрахунках скруберів.

Основні положення

Пінні апарати (скрубери) широко застосовуються для вловлювання тонких фракцій пилу (менше 10 мкм) із ступенем очищення до 100% при температурах газів, що обробляються, до 250⁰С і при підвищених концентраціях твердої фази в газових потоках.

Такий скрубер являє собою вертикальну конструкцію прямокутної або круглої форми в перерізі, яка обладнана решітчастими тарілками барботажного типу або щілеподібними тарілками провального типу. Найчастіше застосовуються однотарілчасті апарати або апарати із стабілізаторами шару піни.

Принцип роботи апаратів: рідина подається на тарілку зверху, а газ піднімається знизу догори і, барботуючи через прошарок рідини, утворює на тарілці прошарок піни, у якому затримується пил, що міститься у газі.

Технологічні та конструктивні розрахунки пінного пиловловлювача з барботажною тарілкою із стабілізатором пінного шару визначають при таких вихідних даних:

- витрати газу V_г ,м³/г;

- температура газу на вході в апарат t_вх,⁰C;

- розмір частинок, що вловлюються, d_r = 10^.10^-6 м;

- концентрація твердої фази у газовому потоці на вході в апарат с_вх, г/м³;

- висота шару піни Н_п, м;

- еталонний коефіцієнт корисної дії _ет, %.

Завдання до практичної роботи

За даними табл. 3.1 виконати технологічні та конструктивні розрахунки пінного пиловловлювача. Суміш газів близька до атмосферного повітря, тиск близький до атмосферного, кількість газів, що підсмоктуються, не враховувати.

Таблиця 3.1 – Вхідні дані

Vг,м3/год	tвх,0С	Нп,м	ηет	свх,г/м3	δт,мм	dотв·103,м
9000	160	0,15	98	16	10	8

Розрахунок

1. Визначаємо витрати газу за робочих умов за формулою, м³/год:

,

де V_г – витрати газу, м³/год;

t_г – температура газу на вході в апарат, ⁰С;

Т – абсолютна температура, Т=273 К.

= 16000 * (1 + ) = 25377 м³/г;

2. Розраховуємо площу повного перерізу апарата прямокутної форми, м²:

,

де – швидкості газу під тарілкою, рекомендується =2 м/с.

F_оп = = 3,5 м²;

3. Загальна площа отворів, м²:

де - швидкість газу в отворах, рекомендується = 6 –13 м/с, відповідно діаметра отвору d_отв = 2-8 мм.

F_отв = = 0,54м²;

4. Кількість отворів

= = 10748отв.

5. Розраховуємо вільний переріз тарілки, %:

,

де φ – відношення площі вільного перерізу тарілки до площі перерізу апарата, вибирають у межах 0,9 - 0,95.

F_пер = = 14,6 %;

6.Визначаємо загальний гідравлічний опір пінного однополичкового апарата, Па:

де Δр_с.т – опір сухої тарілки, Па;

Δр_п – опір піни, Па.

6.1 Гідравлічний опір сухої тарілки визначаємо за формулою, н/м²:

,

де ρ_г – густина газів за робочих умов і початковій температурі t_вх (ρ_г = 0,815),

кг/м³; – швидкість газу в отворах тарілки, м/с;

k_c – коефіцієнт, що визначає залежність Δр_с.т від товщини полотна тарілки δ_т (береться при товщині δ_т = 3 мм k_c = 1,1; при δ_т = 5 мм k_c = 1,0; при δ_т = 7,5 мм k_c = 1,11; при δ_т = 10 мм k_c = 1,3).

∆ρ_с.т = 1,45 * 1,3 * = 129 н/м²;

6.2 Гідравлічний опір пінного шару визначаємо за рівнянням

,

де ρ_вод – густина води, кг/м³, ρ_вод =1000 кг/м³;

_Hп – висота шару піни в апараті зі стабілізатором піни; висота піни у звичайних апаратах становить 0,9 м (для цієї висоти використовується значення еталонного коефіцієнта корисної дії); в апаратах зі стабілізатором піни її висота вибирається у межах 0,1-0,15 м ;

_ωоп – швидкість газу в апараті, м/с;

.

_{ωоп = 2 /3,5 = 0,57;}

∆p_п = 1,2 * 1000 * ( )^0,83 + 15 = 96,6;

∆p_ап = 129+ 96,6 = 225,6 Па

7. Розраховують оптимальну кількість води, необхідної для роботи апарата. Рекомендовані значення витрати води становлять q_вод = 0,2 – 3,0 л/м³ газу, м³:

= 25377 * 0,5 = 12,6 м².

8. Дійсний коефіцієнт очищення за робочих умов визначається за формулою

,

де η_ет – еталонний ККД;

H_п – висота шару піни, м.

η_д = 0,92 * ( )^0,036 * ( )^0,032 = 0,95.

9. Визначають кількість уловленого пилу, кг/год,

,

де с_вх – концентрація твердих частинок на вході апарата, г/м³.

q = 0,95 * 16* 10^-3 * 25377 = 385 кг /год

Практична робота 4