5. Расчёт аппарата мокрой очистки газов от пыли.

В аппарат мокрой очистки поступает воздух, выходящий из циклона. Запыленность воздуха на входе в аппарат принимаем = 0,01 кг/м³. Требуемая степень очистки  = 0,99. Очистка производится водой.

Выбираем газоочиститель системы ЛТИ однополочный, т.к. содержание пыли в газе не более 0,02 кг/м³.

Скорость газа в аппарате – один из важнейших факторов, определяющих эффективность работы аппарата. Допустимый диапазон фиктивных скоростей (на всё сечение аппарата) составляет 0,5-3,5 м/с. Однако, при скоростях выше 2 м/с начинается сильный брызгоунос и требуется установка специальных брызгоуловителей. При скоростях меньше 1 м/с возможно сильное протекание жидкости через отверстия решётки, вследствие чего высота слоя пены снижается, а жидкость может не полностью покрывать поверхность решётки. Для обычных условий рекомендуется скорость W_в = 2 м/c.

Площадь сечения аппарата, S_a, равна:

(40)

По табл. 5.1 3 выбираем однополочный аппарат ЛТИ-ПГС-10, имеющий решётку длиной 1 м, шириной 1,4 м. Тогда сечение аппарата S_a:

Таблица 5.1

Обозначение аппарата	Размеры аппарата
	Длина решётки, м	Ширина решётки, м	Высота аппарата, м
3	0,55	0,77	2,195
5,5	0,74	1,04	2,640
10	1,00	1,40	2,920
16	1,26	1,76	3,420
23	1,41	2,38	4,490
30	1,62	2,72	4,950
40	1,87	3,12	5,750
50	2,10	3,48	6,030

Фактическая скорость воздуха:

Расход уловленной пыли определяем по формуле:

(41)

Коэффициент распределения пыли между утечкой и сливной водой К_р находится в диапазоне 0,6-0,8, в расчётах, обычно, принимают К_р = 0,7.

Концентрация пыли в утечке изменяется от = 0,2 (для не склонных к слипанию минеральных пылей) до= 0,05 (для цементирующих пылей). Принимаем концентрацию пыли в утечке= 0,15 кг пыли/кг воды.

Тогда расход поступающей воды L_в составит:

(42)

Выберем решётку с круглыми отверстиями диаметром d₀ = 4 мм (d₀, обычно, находится в пределах 2-6 мм). При диаметрах отверстий d₀ = 2-3 мм скорость воздуха в отверстиях должна составлять W₀ = = 6-8 м/с, а при d₀ = 4-6 мм W₀ = 10-13м/с.

Рассчитываем долю свободного сечения решётки S₀, отвечающую выбранной скорости:

(43)

где  - отношение перфорированной площади к площади сечения аппарата ( = 0,9-0,95).

При  = 0,95 доля свободного сечения решётки равна:

Если принять, что отверстия располагаются по равностороннему треугольнику, то шаг между отверстиями составит:

(44)

Толщину решётки примем  = 5 мм (эта толщина отвечает минимальному гидравлическому сопротивлению).

Коэффициент скорости пылеулавливания К_n определим по уравнению:

(45)

Тогда высота слоя пены на решётке Н равна:

(46)

где величины К_n и W_в имеют размерность м/с.

Высоту исходного слоя воды на решётке h₀ определяем по формуле:

(47)

Интенсивность потока на сливе с решётки i найдём с учётом того, что ширина сливного отверстия равна ширине решётки в_с:

(48)

Высота сливного порога h_n будет равна:

(49)

Гидравлическое сопротивление аппарата мокрой очистки Р_а определяем по формуле:

(50)

где - Р_ - давление, необходимое для преодоления сил поверхностного натяжения, Па;

Р_ст – статическое давление столба воды высотой h₀ в аппарате, Па;

Р_n – потери давления на преодоление сопротивлений в отверстии решётки, Па.

(51)

(52)

(53)

В формулах (51 – 53):

 - поверхностное натяжение, н/м; находим в 2;  = 0,07 н/м (при t = 20C);

d₀ – диаметр отверстий в решётке аппарата, м; d₀ = 4 мм;

h₀ – высота исходного слоя воды на решётке, м;

_ж – плотность воды, кг/м³; _ж = 1000 кг/м³;

 - коэффициент сопротивления ( = 1,1 – 2 3);

_вл.2 – плотность воздуха, покидающего барабан, кг/м³; _вл.2 = = 1,037 кг/м³;

W₀ – скорость воздуха в отверстиях решётки, м/с; W₀ = 10 м/с.

Тогда:

6. РАСЧЁТ ОТСТОЙНИКА.

В отстойник поступает вода вместе с уловленной пылью из аппарата мокр очистки. Расход воды, поступающей в аппарат мокрой очистки, L_в = 0,187 кг/с, а расход уловленной пыли G_n = = 0,02 кг/с.

Тогда расход суспензии, поступающей в отстойник

(54)

Содержание пыли в исходной смеси определяем по формуле:

(55)

Принимаем содержание пыли в осадке мас. доли, в осветлённой жидкостиx_осв = 0.

Минимальный размер улавливаемых частиц d_т = 0,1 мм. Плотность частиц _ч = 1750 кг/м³. Осаждение происходит при температуре 20С.

Определяем значение критерия Архимеда Ar по формуле:

(56)

где _ж – плотность воды, кг/м³;

_ж - динамическая вязкость воды, Пас, при температуре осаждения 2, _ж = 110^-3 Пас.

Рассчитываем значение Re при осаждении частиц по формулам, зависящим от режима осаждения, что определяется с помощью критерия Ar:

при Ar 36(57)

при 36 Ar83000(58)

при Ar 83000(59)

Тогда скорость свободного осаждения шарообразных частиц W_0ч рассчитываем по формуле:

(60)

Находим плотность суспензии _см:

(61)

Определяем величину объёмной доли жидкости в суспензии :

(62)

Скорость стеснённого осаждения частиц суспензии W_ст можно рассчитать по формулам:

при 0,7(63)

при 0,7(64)

Поверхность осаждения F находим по формуле:

(65)

где К₃ – коэффициент запаса поверхности (К₃ = 1,3-1,35).

Выбираем отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой диаметром 1,8 м и высотой 1,8 м, имеющий поверхность 2,54 м² (табл. 7,1 3).

Таблица 6,1

Диаметр, м	1,8	3,6	6,0	9,0	12,0	15,0	18,0	24,0	30,0
Высота, м	1,8	1,8	3,0	3,6	3,5	3,6	3,2	3,6	3,6
Поверхность, м	2,54	10,2	28,2	63,9	113	176,6	254	452	706,5