ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 11 Расчет размеров адсорбера
Цель работы: применение приобретенных знаний при расчете процесса адсорбции и аппарата адсорбера.
Методика расчета.
1. Выб рают рабочую температуру (минимально возможную) и тип сорбента. Выбор сорбента проводится по изотерме адсорбции при
данных t |
0. В данной расчетной работе параметры сорбента приве- |
|||||||||
Сдены в табл це сходных данных (вариантов). |
2 |
|||||||||
2. Рассч тывают |
диффузиипримесиввоздухеD,м /с: |
|||||||||
|
|
0.00435T1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
1 |
|
1 |
, |
||||
|
P VmA VmB |
MA |
MB |
|||||||
икоэффициентМB –мольные о ъемы(см3/моль)имассы(кг/кмоль)соответственнопримеси (А) воздуха (В). Мольные о ъемы определяют как сумму атомных объемов элементов. Мольные массы определяют как сумму атомных масс элементов.Длявоздуха:VmВ=29,9см3/моль;МB = 29кг/кмоль.
гдеТ–температурапотока,К;Р–давление(атмосферное),Па;VmA,VmB,MA
3. Рассчитывают коэффициента массопередачи К, 1/с:
K 1,6 |
D 00,54 |
|
|
|
|
|
|
||||
0,54 dз1,46 |
|
|
|
|
|
||||||
где D – коэффициент диффузии, м2/с; ν – кинематическая вязкость |
|||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
–6 |
2 |
очищаемогобгаза, м /с (дляАвоздуха, при 20 °С ν = 16·10 |
|
м /с, плот- |
|||||||||
ность ρ=1,2 кг/м3); dЗ – размер зерна сорбента, м. |
|
|
|||||||||
4. Определяют время процесса адсорбции τ, с: |
|
|
|||||||||
|
С H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
C |
, |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
0 C0 |
K C0 |
|
|
|||||||
|
Д |
||||||||||
где С = α·ρн – концентрация адсорбируемогоИвещества в адсорбенте, равновесная с концентрацией потока, кг/м3; Н – высота слоя адсорбента, принимаем Н = 1м; υ0 – скорость газового потока, поступающего в адсорбер, принимаем υ0 = 0,5 м/с.
Коэффициент b определяется в зависимости от концентрации примеси на входе адсорбера С0, и требуемой концентрации примеси на выходе адсорбера С1 (табл. 21), принимаем С1 = 0,5 г/м3.
34
Таблица 26
Значения коэффициента b
1/ 0 |
0,005 |
0,006 |
0,007 |
0,008 |
0,009 |
0,010 |
0,012 |
0,014 |
0,030 |
b |
1,84 |
1,80 |
1,76 |
1,73 |
1,70 |
1,67 |
1,62 |
1,58 |
1,35 |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Определяют минимально необходимую массу сорбента m, кг: |
||||||||||||||||
|
|
|
|
т |
Q C0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где α – стат ческая поглотительная способность сорбента в рабочих |
||||||||||||||||
поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
условиях, кг/кг; Q |
– расход газа, м3/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6. Коэфф ц ент формы зерен, учитывающий неравную доступ- |
||||||||||||||||
ность всей |
зерна о дувающему потоку: |
|||||||||||||||
|
Кф |
|
|
1,5dз |
lз |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
lз 0,5dз 1,5dз2 lз 1,3 |
|
||||||||||||||
где dЗ – д аметр зерен, мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пор стость слоя сор ента: |
|
|
|
к н |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
П |
, |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
где ρк и ρн – кажущаяся и насыпная плотность сорбента, кг/м3. |
||||||||||||||||
Эквивалентный диаметр зерен dЭ, м: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
dЭ |
|
|
П d |
з |
|
, |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Д |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1,51 |
П |
|
|
|
|
|
|
|
||
где dЗ – диаметрбзерен, м; ПА– пористость слоя сорбента. |
||||||||||||||||
Критерий Рейнольдса, учитывающий характер потока: |
||||||||||||||||
|
|
|
|
Rе υ0 dэ ρг , |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
μ |
|
|
|
|
И |
|||
где υ0 = 0,5 м/с; ρг = 1,2 кг/м3; μ = 19,2·10–6 |
|
|
|
|||||||||||||
Па·с. |
||||||||||||||||
10. Коэффициент гидравлического сопротивления: |
||||||||||||||||
при Re < 50 |
|
|
|
|
R = 220/Re, |
|||||||||||
при 50 ≤ Re < 7200 |
R = 11,6/Re0,25. |
|||||||||||||||
11. Определяют скорость потока газа υ (м/с) через адсорбер в за- |
||||||||||||||||
висимости от падения давления, параметров сорбента и газа: |
||||||||||||||||
|
3 |
|
|
4Кф Р dЭ П ρн Q |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
3R ρг 1 П т |
||||||||||||
где Р – падение давления, Па. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
12. Диаметр адсорбера DA, м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
DА |
|
|
|
4Q |
. |
|||||||
|
|
|
|
|
π υ П |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
35
13. Длина (высота) слоя сорбента L, м:
|
|
|
|
|
|
L |
4m |
|
. |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
π ρн DA2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Задача 11.1. Определить диаметр адсорбера и высоту слоя сор- |
||||||||||||||||
СО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
бента, исходя из следующих данных. |
|
|
|
|
|
|
Таблица 27 |
|||||||||
|
|
|
|
Исходные данные и варианты |
|
|
|
|
|||||||||
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
и |
550 |
|
500 |
400 |
|
300 |
350 |
420 |
620 |
|
||||||
|
Q, м3/ч |
600 |
650 |
450 |
|
|
|
||||||||||
|
Вещество |
|
SO2 |
NO |
NH3 |
|
H2S |
Cl2 |
|
C6H6 |
Cl2 |
I2 |
СО |
|
|||
|
VmA, |
30,7 |
44,8 |
23,6 |
25,8 |
|
32,9 |
48,4 |
|
96,0 |
24,6 |
71,5 |
31,2 |
|
|||
|
см3/моль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0, г/м3 |
бА |
40 |
45 |
55 |
65 |
|
||||||||||
|
100 |
90 |
80 |
70 |
|
60 |
50 |
|
|
||||||||
|
dЭ, мм |
4 |
3 |
5 |
2 |
|
|
6 |
4 |
|
|
|
7 |
5 |
6 |
5 |
|
|
ρн, кг/м3 |
500 |
450 |
400 |
350 |
|
550 |
600 |
|
500 |
450 |
400 |
350 |
|
|||
|
Ρк, кг/м3 |
750 |
700 |
650 |
550 |
|
800 |
850 |
|
750 |
700 |
650 |
500 |
|
|||
|
α, кг/кг |
0,30 |
0,29 |
0,28 |
0,27 |
|
0,26 |
0,25 |
|
0,29 |
0,27 |
0,26 |
0,25 |
|
|||
|
Р, кПа |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
|
1,8 |
1,9 |
|
2,0 |
2,1 |
2,2 |
1,4 |
|
|||
|
Вариант |
11 |
12 |
13 |
|
14 |
|
15 |
|
16 |
|
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
|
Q, м3/ч |
520 |
670 |
750 |
700 |
|
580 |
690 |
|
520 |
450 |
530 |
490 |
|
|||
|
Вещество |
СО |
SO2 |
NO |
NH3 |
|
H2S |
Cl2 |
|
C6H6 |
Cl2 |
I2 |
СО |
|
|||
|
VmA, |
30,7 |
44,8 |
23,6 |
25,8 |
|
32,9 |
48,4 |
|
96,0 |
24,6 |
71,5 |
31,2 |
|
|||
|
см3/моль |
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С0, г/м3 |
90 |
80 |
100 |
60 |
|
70 |
50 |
60 |
100 |
70 |
80 |
|
||||
|
dЭ, мм |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
2 |
3 |
|
|
4 |
5 |
7 |
6 |
|
|
|
ρн, кг/м3 |
450 |
400 |
350 |
500 |
|
450 |
400 |
350 |
550 |
600 |
450 |
|
||||
|
Ρк, кг/м3 |
700 |
650 |
550 |
750 |
|
700 |
650 |
550 |
800 |
850 |
700 |
|
||||
|
α, кг/кг |
0,30 |
0,29 |
0,28 |
0,27 |
|
0,26 |
0,25 |
И |
|
|||||||
|
|
0,29 |
0,27 |
0,26 |
0,25 |
|
|||||||||||
|
Р, кПа |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
|
1,8 |
1,9 |
2,0 |
2,1 |
2,2 |
1,4 |
|
||||
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 12 Расчет решеток
Цель работы: приобрести навыки расчета аппаратов для процеживания сточных вод от крупных фракций загрязняющих веществ.
Методика расчета.
1. Определяютсреднийсекундныйрасходсточнойводыqср (м3/с)
36
Qсут
qср 24 3600
2. |
Принимают глубину воды в камере решетки h1 = 1…1,5 м, |
||||
среднюю скорость воды в зазорах между стержнями νр = 1 м/с, шири- |
|||||
ну зазоров b = 16…19 мм. |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
3. |
Количество зазоров в решетке п определяют по формуле |
||||
|
|
п |
1,05 qср |
||
|
|
|
b h1 νp |
||
4. |
Рассч тывают общую ширину решетки Вр |
||||
|
|
Вр s п 1 пb, |
|||
где s – толщ на стержней, м. |
|
|
|
|
|
5. |
Пр н мая норму водоотведения на 1 человека 250 л/сут., оп- |
||||
|
бАМ V ρ |
||||
ределяют пр мерное ч сло жителей N |
|||||
иN |
Qсут |
|
|||
|
|
|
|
п . |
|
6. |
Определяют о ъем улавливаемых загрязнений Vпр (м3/сут.) |
||||
|
|
Vсут Nпр δ, |
|||
где δ – количество отходов за сутки на человека, снимаемых с решетки, м3/сут. При ширине зазоров от 16 до 19 мм в год с решеток снимается 7…8 л отходов на человека.
7. Определяют массу загрязнений в сутки М, т/сут.
сут ,
где ρ – плотность загрязений, кг/м3.
8. Длязадержания иизмельчениязагрязненийнепосредственновпотоке сточной воды без извлечения их на поверхность применяют решетки-
дробилки марок РД, КРД, РРД и |
. Решетку-дробилку выбирают по |
||
|
ВРД |
||
суммарнойплощадизазоров,используяданныеприведенныевтаблице27. |
|||
Для решетки-дробилки определяют суммарную площадь зазо- |
|||
ров F, см2 |
|
|
И |
F Qсут |
ν , |
||
|
|
|
|
где ν = 0,8…1 м/с – скорость движения жидкости.
Выбрав из таблицы 27 тип решетки с суммарной площадью зазоров F1, определяют необходимое число решеток п
п F F1 .
37
Таблица 27
Основные характеристики комбинированных решеток-дробилок
|
Марка |
Производи- |
Размер решет- |
Суммарная |
Мощность, |
Масса, |
|
|
тельность, м3/ч |
ки, мм |
площадь |
кВт |
кг |
С |
|
зазоров , |
|
|
||
|
см2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
РД-200 |
60,90 |
180 (диаметр) |
190 |
0,6 |
320 |
|
РД-600 |
2000 |
635 (диаметр) |
450 |
1 |
1800 |
|
КРД |
2000 |
760 (диаметр) |
8350 |
4,6 |
750 |
|
РРД-1 |
3000 |
1400 × 900 |
9600 |
17,6 |
2635 |
|
Рассчитать |
2 × 1400 × 900 |
19200 |
18,2 |
3500 |
|
|
РРД-2 |
6000 |
||||
|
ВРД-1 |
3000…4000 |
1024 × 1640 |
7000 |
14,5 |
2430 |
|
ВРД-2 |
3500…5000 |
1024 × 2040 |
9000 |
16 |
1880 |
Задача 12.1. |
|
параметры решетки для улавливания |
||||||||||
крупных фракц й загрязняющих веществ, если расход сточных вод |
||||||||||||
Qсут (м3/сут.), толщ на стержней решетки s (мм) (таблица 28). Вы- |
||||||||||||
брать комб н рованную решетку-дробилку. |
|
|
|
Таблица 28 |
||||||||
|
|
|
Исходные данные и варианты |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Qсут×10-3, |
60 |
65 |
145 |
55 |
150 |
40 |
|
130 |
135 |
142 |
62 |
|
м3/сут. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s, мм |
8 |
6 |
8 |
6 |
8 |
6 |
|
8 |
6 |
8 |
6 |
|
|
|
бА |
|
|
|
|
|
|||||
Вариант |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
17 |
18 |
19 |
20 |
|
Qсут×10-3, |
95 |
110 |
85 |
70 |
75 |
80 |
|
90 |
115 |
200 |
100 |
|
м3/сут. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s, мм |
8 |
6 |
8 |
6 |
8 |
6 |
|
8 |
6 |
8 |
6 |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
||||
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 13 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Расчет отстойника |
|
|
|
|
|
|
|||
Цель работы: приобрести навыки расчета аппаратов для отстаи- |
||||||||||||
вания сточных вод от взвешенных твердых частиц. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||
Методика расчета.
Отстаивание применяют для разделения грубых суспензий, в частности для осаждения из сточных вод грубодисперсных примесей. Отстаивание происходит под действием сил тяжести. Для проведения процесса используют песколовки, отстойники и осветлители.
38
В промышленности широко применяют отстойники непрерывного действия с гребковой мешалкой.
При расчете отстойников основной расчетной величиной является поверхность осаждения F (в м2), которую находят по формуле
С |
|
|
G |
см |
|
х |
|
||
|
|
|
|
1 |
|
|
|||
F |
Kз |
|
|
1 |
|
|
, |
||
ρжωст |
х2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||
где Кз - коэффициент запаса поверхности, |
учитывающий неравно- |
||||||||
мерность распределен я исходной суспензии по всей площади осаж- |
|||||||||
дения, в хреобразован е и другие факторы, |
проявляющиеся в произ- |
||||||||
числитьпо формуле |
|
|
|
|
|
|
|
||
водственных услов ях (обычно Кз = 1,3 1,5); Gсм – массовый расход |
|||||||||
исходной суспенз , кг/с; ж |
- плотность осветленной жидкости, |
||||||||
кг/м3; ст – скорость стесненного осаждения частиц суспензии, м/с; х1
– концентрац я твердой фазы в суспензии, доли ед. или %; х2 – концентрац я сгущенной суспензии, доли ед. или %.
Скорость стесненного осаждения частиц суспензии можно вы-
при 0,7 |
ст |
св |
2 10 1,82 1 ; |
|
||||||||
при 0,7 |
ст |
|
0,123 3 |
|
|
|
|
|
||||
св |
1 |
, |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где св – скорость сво |
одного осаждения частиц, м/с; - объемная до- |
|||||||||||
ля жидкости в суспензии. Величину |
находят по соотношению |
|
||||||||||
|
|
|
1 |
х1 |
см |
, |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
|||
бА |
3 |
|||||||||||
где сми ч –соответственноплотностьсуспензииитвердыхчастиц,кг/м. |
||||||||||||
Плотность суспензии можно определить по формуле |
|
|||||||||||
|
|
|
см х |
|
11 х . |
|
||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
ч |
ж |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Д |
|
||||||||
Скорость свободного осаждения шарообразныхИчастиц можно рассчитать по формуле
св ж Re , dч ж
где ж–вязкостьжидкости,Пас;dч–диаметрчастиц,м;Re–числоРейнольдса. Значение Re вычисляют по формулам, зависящим от режима
осаждения, что определяется с помощью критерия Архимеда:
Ar dч3 ж g ч ж .
ж
39
|
при Ar 36 |
|
|
|
|
Re |
Ar |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
при 36 Ar 83000 |
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Re 0.152Ar0,714 ; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
при Ar 83000 |
|
|
|
Re 1.74 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Ar |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Производительность рассчитывают по следующим формулам: |
||||||||||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
производительность по твердой фазе Gтв Gсм х1; |
|
Gтв |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
производительность по сгущенной суспензии Gсг |
|
х |
; |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
про звод тельность по осветленной жидкости Gж Gсм Gсг . |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
Задача 13.1. Определить производительность, поверхность и |
||||||||||||||||||||||||
|
|
непрерывнодействующего гребкового отстойника для освет- |
|||||||||||||||||||||||
|
ления суспенз |
в кол честве Gс. Концентрация твердой фазы в сус- |
|||||||||||||||||||||||
|
пензии х1, концентрац я сгущенной суспензии не менее 50%, плот- |
||||||||||||||||||||||||
|
ность твердой фазы суспензии тв, размеры взвешенных частиц d, |
||||||||||||||||||||||||
|
вязкость ж дкой фазы 2.10-3 |
Па.с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
диаметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 28 |
||||||||
|
|
|
|
|
Исходные данные и варианты |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Вариант |
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
8 |
|
9 |
10 |
|
||
|
Gс, кг/ч |
|
20000 |
10000 |
12000 |
15000 |
12500 |
13000 |
22000 |
50000 |
40000 |
30000 |
|
||||||||||||
|
х1, % |
|
20 |
25 |
|
15 |
21 |
|
18 |
|
|
21 |
|
|
|
20 |
|
22 |
|
19 |
17 |
|
|||
|
тв,кг/м3 |
|
2750 |
2500 |
|
2300 |
2800 |
|
2000 |
|
|
1800 |
|
2150 |
|
2200 |
|
2550 |
2505 |
|
|||||
|
d, мк |
|
50 |
25 |
|
30 |
40 |
|
45 |
|
|
|
35 |
|
|
|
20 |
|
28 |
|
23 |
44 |
|
||
|
Вариант |
|
11 |
12 |
|
13 |
14 |
|
15 |
|
|
|
16 |
|
|
|
17 |
|
18 |
|
19 |
20 |
|
||
|
|
|
|
бА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Gс, кг/ч |
|
25000 |
23000 35000 43000 32000 38000 |
23000 |
36000 |
28000 |
21000 |
|
||||||||||||||||
|
х1, % |
|
20 |
25 |
15 |
21 |
18 |
|
|
21 |
|
|
|
20 |
|
22 |
|
19 |
17 |
|
|||||
|
тв,кг/м3 |
|
2600 |
2650 |
2400 |
2450 |
2300 |
|
|
2380 |
|
2840 |
|
2630 |
|
2100 |
2220 |
|
|||||||
|
d, мк |
|
50 |
25 |
30 |
40 |
45 |
|
|
35 |
|
|
20 |
|
28 |
|
23 |
44 |
|
||||||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 14 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Расчет нефтеловушек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Цель работы: приобрести навыки расчета аппаратов для отстаи- |
||||||||||||||||||||||||
|
вания сточных вод отнефтепродуктов. |
|
|
|
И |
||||||||||||||||||||
|
Методика расчета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
I. Горизонтальные нефтеловушки
1.Принимается количествосекцийнефтеловушкип неменеедвух.
2.Назначается ширина секции В и глубина отстаиваемого слоя воды Нset в зависимости от пропускной способности нефтеловушек q
(табл. 29)
40
|
|
Таблица 29 |
Размеры нефтеловушек в зависимости от пропускной способности |
||
|
|
|
q, м3/ч |
< 162 |
≥ 162 |
В, м |
2…3 |
6 |
Нset, м |
1,2…1,5 |
2 |
3. Рассчитывается гидравлическая крупность частиц нефти и0
|
|
|
|
и0 |
|
103 в н gd2 |
|
, мм/с |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где γ γн |
– объемные массы воды и нефти (0,76…0,85), т/м3; d – раз- |
|||||||||||||
|
вязкости |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
меры всплывающ х нефтяных частиц, м; μ – коэффициент динамиче- |
||||||||||||||
Сской сточной воды, Па·с. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
При отсутств |
данных по кинетике допускается принимать и0 = |
|||||||||||||
|
0,4…0,6 мм/ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
бА |
|
|
|
||||||||||
|
4. Пр н мается скорость движения воды ν = 3…10 мм/с. Опре- |
||||||||||||||
|
деляется продолж тельность всплывания нефтяных частиц tp |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
tp |
Hset |
, ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5. В зависимости от соотношения ν/ и0 принимается коэффици- |
||||||||||||||
|
ент, учитывающий тур улентность потока воды а |
Таблица 30 |
|||||||||||||
|
|
|
|
Значения коэффициента а |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ν/ и0 |
|
|
0,1 |
|
|
Д |
|
20 |
|
|||||
|
|
|
|
10 |
|
|
15 |
|
|
||||||
|
а |
|
|
1,2 |
|
1,5 |
|
|
1,65 |
|
1,75 |
|
|||
|
6. Рассчитывается длина отстойной части нефтеловушки L |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L a Hset , м |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
u0 |
|
|
|
И |
||||
|
7. Определяется продолжительность отстаивания t'p |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
tp |
L |
, ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,6 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитанная продолжительность t'p должна быть на менее tp. В |
||||||||||||||
|
противном случае изменяют глубину слоя воды Нset |
или скорость |
|||||||||||||
|
движения воды ν. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
8. Определяется количество осадка Qmud, выделяемого при от- |
||||||||||||||
|
стаивании за сутки |
|
|
|
QCЭ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
Qmud |
|
, м /сут., |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
100-pmud mud106 |
|
|
|
||||||||
где Q – суточный расход сточных вод, м3/сут.; C – концентрация механических примесей в сточной воде, мг/дм3; Э – эффект задержания
41
осаждающихся примесей, равный для горизонтальных ловушек 60…70 %, для многоярусных и радиальных – до 75 %; pmud – влажность осадка, равная для свежевыпавшего осадка – 95 %, для слежавшегося – 70 %; γmud – объемная масса частиц осадка, равная 2,65 т/м3.
9. Определяется количество нефтепродуктов Qoil, задерживае- |
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
мых за сутки |
|
|
Q Aen Aex |
|
||
|
|
Qoil |
|
|
, м3/сут., |
|
|
|
|
|
oil 30 104 |
||
где Aen |
Aex – концентрация нефтепродуктов в исходной и осветлен- |
|||||
количество |
|
|
||||
ной воде соответственно, мг/дм3; γoil – объемная масса обводненных |
||||||
нефтепродуктов, равная 0,95 т/м3. |
|
|
||||
II. Многоярусные нефтеловушки |
||||||
1. |
Пр н мают |
|
|
|
секций нефтеловушки п не менее |
|
|
блока |
|||||
двух. Назначают ш р на секции |
В = 2…3 м, глубина отстаиваемого |
|||||
слоя воды Нset = 2,5…3 м.
2. Назначают ш р на Вbl = 0,65…0,75 м и высота тонкослойного блока Нbl = 1,5…1,6 м. Рассчитывают площадь поперечного сечения
тонкослойного |
Fbl. |
|
|
3. Рассчитывают скорость движения воды в нефтеловушке ν |
|||
|
|
q |
, мм/с, |
|
|
||
|
|
3,6Fbln |
|
где q - пропускная спосо ность нефтеловушки, м3/ч. |
|||
4. Определяют число Рейнольдса Re |
|||
|
|
10 |
-6 h |
|
АRe , |
||
|
|
|
ti |
|
|
|
в |
где hti – высота яруса блока по перпендикуляру, равная 50 мм; νв – коэффициент кинематической вязкости воды, равный 8,04·10-7 м2/с.
Величина Re должна быть близка к 700…800. В противном слу- |
||||
чае изменяют размеры тонкослойногоДблока или количество секций. |
||||
5. |
Рассчитывают продолжительность пребывания воды в тон- |
|||
кослойном блоке Т |
hti |
|
||
|
T |
|
, с, |
|
|
u0 cos450 |
|||
|
|
|
||
где и0 - гидравлическая крупность частиц нефтиИ, равная 0,15 мм/с. |
||||
6. |
Определяют длину тонкослойного блока Lbl |
|||
|
Lbl |
1,3 T 10 3 . |
||
7. |
Находят общую длину нефтеловушки Lобщ |
|||
|
Lобщ= L + (5…6 м). |
|||
42
8. Определяют количество осадка Qmud и нефтепродуктов Qoil, выделяемых при отстаивании за сутки.
III. Радиальные нефтеловушки
1. Принимают количество секций нефтеловушки п не менее трех. Назначается продолжительностьотстаиванияТset ,равная примерно6ч.
2. Определяется глубина зоны отстаивания Нset
|
|
|
|
|
|
|
Hset 3,6KsetTsetu0 , м, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
где Кset – |
коэфф ц ент использования объема, равный 0,6; и0 |
- гид- |
|||||||||||||||||
|
равлическая крупность частиц нефти, равная 0,2 мм/с. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
чение |
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3. Рассч тывают диаметр нефтеловушки |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
С D |
|
4qTset |
|
, м, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
nHset Kset |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
где q - пропускная спосо ность нефтеловушки, м3/ч. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Д аметр округляется до целого значения или принимается зна- |
|||||||||||||||||||
|
д аметров т повых радиальных нефтеловушек 24 или 30 м. |
|||||||||||||||||||
|
4. Находят полную строительную высоту нефтеловушки Н |
|
|
|
||||||||||||||||
|
где H1 - высота |
|
H = Нset + H1 + H2+ H3, м, |
|
H2 – высота |
|||||||||||||||
|
орта над слоем воды, равная 0,3…0,5 м; |
|||||||||||||||||||
|
зоны осадка, равная 0,3 м; |
H3 – толщина слоя всплывших нефтепро- |
||||||||||||||||||
|
дуктов, равная 0,1 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
5. Определяют количество осадка Qmud |
и нефтепродуктов Qoil, |
||||||||||||||||||
|
выделяемых при отстаивании за сутки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
||||||||||
|
Задача 14.1. РассчитатьАгоризонтальную, многоярусную и ради- |
|||||||||||||||||||
|
альную нефтеловушки. Коэффициент динамической вязкости сточной |
|||||||||||||||||||
|
воды равен 0,0055 Па·с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 31 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||||
|
|
|
|
|
Исходные данные и варианты |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Вариант |
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
|
9 |
|
10 |
|
|
|
Q, м3/сут. |
|
7500 |
5000 |
4500 |
|
8000 |
|
6000 |
|
6500 |
7000 |
3500 |
|
4000 |
|
4500 |
|
||
|
Aen, мг/дм3 |
|
200 |
300 |
400 |
|
250 |
|
350 |
|
150 |
|
220 |
310 |
|
180 |
|
250 |
|
|
|
Aex, мг/дм3 |
|
100 |
100 |
100 |
|
50 |
|
100 |
|
50 |
|
100 |
100 |
|
100 |
|
50 |
|
|
|
γн, т/м3 |
|
0,76 |
0,8 |
0,85 |
|
0,78 |
|
0,81 |
|
0,76 |
|
0,77 |
0,82 |
|
0,78 |
|
0,8 |
|
|
|
Вариант |
|
11 |
12 |
13 |
|
14 |
|
15 |
|
16 |
|
17 |
18 |
|
19 |
|
20 |
|
|
|
Q, м3/сут. |
|
3400 |
2500 |
5500 |
|
3000 |
|
4100 |
|
5200 |
3200 |
6300 |
|
3890 |
|
5200 |
|
||
|
Aen, мг/дм3 |
|
120 |
160 |
210 |
|
320 |
|
380 |
|
280 |
|
250 |
220 |
|
360 |
|
250 |
|
|
|
Aex, мг/дм3 |
|
50 |
50 |
100 |
|
100 |
|
100 |
|
50 |
|
100 |
50 |
|
100 |
|
50 |
|
|
|
γн, т/м3 |
|
0,76 |
0,77 |
0,78 |
|
0,83 |
|
0,85 |
|
0,79 |
|
0,81 |
0,78 |
|
0,8 |
|
0,77 |
|
|
43