Методика расчета

Последовательность расчета скруббера и форсунки:

определение

- сечения скруббера;

- диаметра скруббера;

- высоты скруббера.

- диаметра сопла форсунки;

- внутреннего диаметра корпуса форсунки;

- высоты камеры смешения.

I. Расчет скруббера

1. Определяем сечение скруббера по формуле

м² (1)

где Q_г − объемный расход очищаемого газа, м³/с;

υ − скорость пропускания потока, м/с.

2. Определяем диаметр скруббера по формуле

м (2)

1. Определяем высоту скруббера по формуле

м (3)

II. Расчет форсунки

1. Определяем диаметр сопла форсунки по формуле

=1,97∙10^-2 м (4)

2. Определяем диаметр вкладыша и равный ему внутренний диаметр корпуса форсунки по формуле

D= 1,925∙d_с= 1,925∙19,7 = 38 мм (5)

При d_c<14 мм значения D принимаем 27 мм.

3. Определяем высоту вкладыша по формуле

h = 2,5+2·d_c = 2,5+2∙19,7=41,9 мм. (6)

4. Определяем длину соплового канала по формуле

l₁ = (0,5÷1,0)·d_с = 0,5∙19,7 = 9,85 мм. (7)

2. Определяем высоту камеры смещения по формуле

мм (8)

где θ=110–130° – угол конусности камеры.

6. Определяем диаметр центрального канала по формуле

мм (9)

7. Определяем суммарную площадь закручивающих каналов по формуле

мм² . (10

6. Определяем угол наклона закручивающих каналов по формуле

(11)

где β в рад. 1 рад = 57,29 ^о.

6. Далее находят α = 10^х (рад) и переводят в град, где х = lg α.

7. Определяем размер закручивающих каналов по формуле

мм, (12)

где n = 4÷6 – число каналов, если 𝛼 > 90⁰, то заменить Cos 𝛼 на Cos (𝛼-90⁰).

6. По необходимости определяют средний объемно-поверхностный диаметр капель жидкости по формуле

мм (13)

где ΔР_ж в МПа, d_с в мм.

12. Расчет окончен.

Исходные данные (варианты) приведены в таблице. Вариант задается преподавателем.

Таблица 4.1. Исходные данные (варианты)

№ варианта	Qг, м3/ч	υ, м/с	Δ Рж, МПа	γ	β, о	Q, м3/ч
1	3000	3	0,5	0,85	60	30
2	2500	2,5	0,4	0,80	65	25
3	2000	2,0	0,3	0,78	70	20
4	1500	1,5	0,2	0,73	75	15
5	1000	1,0	0,15	0,70	80	10
6	500	0,5	0,15	0,65	60	5
7	2200	2,2	0,45	0,67	70	22
8	1800	1,8	0,22	0,75	80	18
9	1200	1,2	0,25	0,79	65	12
10	2500	2,5	0,3	0,80	65	25
11	2000	2,0	0,2	0,78	70	20
12	1500	1,5	0,15	0,73	75	15
13	1000	1,0	0,15	0,70	80	10
14	500	0,5	0,45	0,65	60	5
15	2200	2,2	0,22	0,67	70	22
16	1800	1,8	0,25	0,75	80	18
17	1200	1,2	0,15	0,79	65	12
18	2200	0,15	0,45	0,70	80	10
19	1800	0,45	0,22	0,65	65	5
20	1200	0,22	0,25	0,67	65	22
21	3000	2,5	0,50	0,80	60	25
22	2000	1,5	0,30	0,73	70	15
23	500	2,2	0,15	0,67	60	22
24	1800	1,2	0,22	0,79	80	12
25	1000	0,5	0,15	0,65	60	20

Практическая работа 5

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СКРУББЕРА С НАСАДКОЙ

Тема: Процессы и аппараты мокрой очистки газов

Цель работы: изучение устройства и методики расчета скруббера с насадкой.

Основные положения

Для очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов, а также для удаления из газового потока любой температуры пылевых частиц крупностью более 0,3 мкм широко применяется мокрое пылеулавливание.

При мокром пылеулавливании в аппарате создается облако из мелкодисперсных водяных капель, либо жидкостные пленки. Пылевые частицы осаждаются на поверхности капель или пленки жидкой фазы: крупные пылевые фракции - под действием сил инерции, мелкие - в результате броуновского движения. Последнее характерно для пылевых частиц крупностью до 1мкм, обладающих малой гравитационной массой, вследствие чего пылевые частицы не прилипают к поверхности капель жидкости, а огибают их.

Процесс пыле- и золоулавливания в мокрых газоочистных аппаратах обычно сопровождается процессами абсорбции и охлаждения газов. Поэтому многие газоочистные аппараты применяются не только для очистки газов от пыли и капель жидкости, но для очистки газообразных составляющих и в качестве теплообменных аппаратов. Мокрые газоочистные аппараты находят большое применение для подготовки газов, поступающие в газоочистные аппараты других типов (например, электрофильтры, рукавные фильтры).

В качестве орошающей жидкости в мокрых газоочистных аппаратах используют воду; при совместном решении вопросов пылеулавливания и химической очистки газов выбор орошающей жидкости (абсорбента) обуславливается процессом абсорбции.

Скрубберы представляют собой аппараты для промывки жидкостью (водой) пылегазовых смесей с целью очистки выбросов как от пыли, так и от целого ряда газообразных загрязнителей, хорошо растворимых в жидкостях.

Весьма существенным достоинством скруббера является не только эффективная очистка от пылевых частиц, но и улавливание из технологических газов газообразных примесей (SO₂, H₂S, Cl₂, HCl, HF и др.).

Обычно скруббер представляет собой цилиндрическую или прямоугольной формы емкость. В безнасадочном скруббере предусмотрена система форсунок, через которые под давлением до 200 кПа подается вода.

Скруббер с насадкой оснащен специальной конструкции решеткой из деревянных реек, тарелок или керамических колец, что обеспечивает наличие большой поверхности контакта газового потока с жидкой фазой (рис. 1, 2).

Рис. 5.1 - Аппараты для абсорбции газов: а – противоточная насадочная колонна (1 – насадочная колонная; 2 – насадка; 3 – конструкционный элемент для распределения газа и удерживания насадки); б – насадочный абсорбер с поперечным потоком (1 – слой насадки)

Рис. 5.2 - Типичная тарельчатая абсорбционная колонна и два вида тарелок: а – тарельчатая колонна (1 – тарелки; 2 – корпус колонны; 3 – переливная трубка); б – колпачковая тарелка (1 – тарелка; 2 – колпачки); в – ситовая тарелка (1 – тарелка; 2 – отверстия; 3 – жидкость)

Пример. Выполнить технологический расчет скруббера с насадкой

Требуется очистить от пыли газ. По своему составу газ близок к атмосферному воздуху (т.е. не имеет вредных газообразных примесей). Для охлаждения выбрана схема с циркуляцией жидкости без промежуточного охлаждения.

Исходные данные:

1. часовой расход газа - Q_общ.г = 38000 нм³/ч газа;

2. температуру газа - t₁ = 250⁰;

3. охладить газ до температуры t₂ = 60⁰;

4. удельный вес (плотность) газа ρ~ 1,3 кг/нм³;

5. давление в скруббере не отличается от атмосферного (101,325 кПа);

6. содержание водяных паров в газе 50 г/нм³;

7. содержание пыли в газе 10 г/нм³;

8. потери тепла в окружающую среду 3 %;

9. эффективность улавливания пыли в скруббере 20 %;

10. в цикле орошения необходимо поддерживать и отводить в отстойник шламистую пульпу, содержащую 20 г/л твердого.