Министерство образования и науки РФ
новосибирский государственый технический университет
___________________________________________________________________________
Кафедра инженерных проблем экологии
расчетно-графическое задание
по дисциплине «Теоретические основы защиты окружающей среды»
для студентов 3-го курса д/о направления 20.03.01 Техносферная безопасность
Тема: «Расчет аппаратов для очистки промышленных газов».
Вариант № 6 .
Выполнил: Проверил:
студент ФЛА группы СЭ-31. Немущенко Д.А.
Иванов А.А.
___________ _________________________
подпись оценка подпись
«___» 2015 г.
Новосибирск
2015
Содержание
1. Общие сведения
2. Постановка задачи. Исходные данные для расчёта
3. Расчет пылеосадительных камер для очистки газового потока
4. Расчет инерционных пылеуловителей
5. Расчет центробежных пылеуловителей (циклонов)
4.1. Расчет геометрических и гидравлических параметров циклонного аппарата
4.2. Расчет критического диаметра частиц пыли
4.3. Расчет эффективности очистки
Заключение
Список использованных источников
Общие сведения
Одними из самых мощных источников загрязнения атмосферы являются выбросы промышленных предприятий. Источники пылегазовых загрязнителей атмосферы принято делить по качественному составу и вредности. В соответствии с этим машиностроительные производства (цеха) можно разделить на следующие группы:
1. Производства с условно чистыми выбросами газов и аспирационного воздуха в атмосферу, содержание вредных веществ в которых не превышает санитарно-гигиенические нормы. Например, цеха токарной и фрезерной обработки деталей.
2. Производства, в газовых выбросах которых содержатся неприятно пахнущие вещества. Например, красильные цеха.
3. Производства, имеющие значительные выбросы газов и аспирационного воздуха в атмосферу, содержащие нетоксичные или инертные вещества. Например, инструментальные и агрегатно-сборочные цеха и др.
4. Производства, выбросы которых в атмосферу содержат канцерогенные или ядовитые вещества. Например, термические цеха, производства электрохимической обработки деталей и др.
Однако для разработки технологических мероприятий по удалению или обезвреживанию выделяемых загрязнителей требуется более детальная информация об источниках, которую можно получить, если охарактеризовать каждый источник набором следующих признаков:
1 – тип систем, из которых происходит выброс вредных веществ;
2 – режимы работы во времени;
3 – степень централизации источников;
4 – расположение источника относительно ветровых потоков;
5 – способ вывода загрязнителя в атмосферу;
6 – температура выбросов.
По 1-му признаку, т.е. по типу систем, из которых происходит выброс, источники подразделяют на:
а) выделяющие отходящие технологические выбросы;
б) вентиляционные (аспирационные) выбросы.
К технологическим относятся выбросы, образующиеся при продувке, пылеобразовании при обработке деталей, в виде утечек через неплотности в аппаратуре, сальниках и других уплотнениях. Как правило, такие выбросы имеют высокие концентрации вредных веществ и требуют очистки и удаления. Вентиляционные (аспирационные) выбросы связаны с естественной и механической общеобменной вентиляцией и местной вытяжной вентиляцией. В связи со значительным объемом загрязненного воздуха при относительно низком содержании вредных веществ, подобные выбросы подлежат очистке или обезвреживанию наряду с технологическими выбросами.
По 2-му признаку, т.е. по режиму работы источники подразделяют на:
а) выделяющие постоянно или по определенному закону равномерные валовые выбросы;
б) выделяющие периодические выбросы;
в) залповые выбросы.
Источники постоянных выбросов хорошо поддаются контролю, можно легко прогнозировать изменение их характеристик (методика ОНД-86), однако в экологическом аспекте они представляют наибольшую опасность для санитарно-гигиенических условий рабочих зон и населенных мест. Залповые выбросы часто связаны с аварийными ситуациями. Загрязнения от периодических и залповых выбросов плохо контролируются и их трудно оценить математическими методами.
По 3-му признаку, т.е. по степени централизации источники подразделяют на:
а) централизованные;
б) децентрализованные.
Как правило, в качестве первых служат высокие трубы, в которых объединяются выбросы из многих технологических и других устройств. В этом случае контроль, исследование и организация очистки пылегазовых выбросов облегчаются ввиду укрупнения потоков. Подобные источники в подавляющем большинстве относятся также к организованным (канализированным). Децентрализованные источники выделяют вредные вещества в окружающую среду через невысокие трубы, фонари зданий, неплотности в сочленениях и коммуникациях и т.д. В этом случае, как правило, возникают трудности контроля и организации очистки.
По 4-му признаку, т.е. по расположению в пространстве источники выбросов подразделяют на:
а) высокие;
б) низкие.
Высокими считаются точечные источники, высота которых превышает 3,5Нздания (высоты здания). За низкие (затененные) источники принимают такие, эффективная высота выбросов из которых меньше высоты циркуляционной зоны, возникающей над зданием и за ним.
По 5-му признаку, т.е. по способу вывода загрязненного воздуха в атмосферу источники подразделяют на:
а) организованные (канализированные) – трубы, шахты и т.д.;
б) неорганизованные (неканализированные) - фонари, неплотности оборудования, испарения с открытой поверхности жидкости.
Последние обычно не подвергаются очистке, поэтому единственный путь их обезвреживания – профилактические мероприятия.
По 6-му признаку, т.е. по температуре отходящих газов источники выбросов подразделяют на:
а) сильно нагретые с градиентом температур t > 100 оС;
б) нагретые – 20 оС < t < 100 оС;
в) слабо нагретые 5 оС < t < 20 оС;
г) изотермические t = 0 оС;
д) охлажденные t < 0 оС.
Подверженность рассеянию в атмосфере выбросов из этих источников в целом убывает по мере уменьшения температуры потоков, что необходимо учитывать при планировании мероприятий по их обезвреживанию или удалению.
Для снижения концентрации взвешенных частиц в газах, поступающих на очистку в газоочистные установки, а в ряде случаев и как аппараты самостоятельной очистки, на предприятиях применяются аппараты грубой очистки газов, которые подразделяют на следующие группы:
1. Пылеосадительные камеры;
2. Инерционные пылеуловители;
3. Циклоны;
4. Мокрые пылеуловители (полые форсуночные скрубберы и низконапорные скрубберы Вентури).