Приклад розрахунку пінного пиловловлювача
Визначити основні технологічні і конструктивні характеристики пінного пиловловлювача з провальними тарілками за наступними вихідними даними:
1.Тип апарата - ПГП-І.
2.Об'ємна витрата газів, що очищаються L= 250000 м3/год.
3.Температура газів - tг =100 оС.
4.Температура води tводи = 30 оС.
5.Тиск газу в пиловловлювачі Рап =1000 Па.
6.Густина частинок пилу - ρч=1400 кг/м3.
7. Початкова концентрація пилу в газі - Споч= 7,5 г/м3.
8. Кінцева концентрація пилу в газі - Скін = 0,6 г/м3.
9. Вид пилу - сажа.
Рішення
1.Визначаємо густину газів що очищаються, за робочих умов:
=
=
0,955 кг/м3.
= 1,293 кг/м3 – густина повітря за нормальних умов.
2.Розраховуємо площу поперечного перерізу пінного пиловловлювача, приймаючи швидкість газу Wопт = 4,5 м/с:
=
=
15,43 м2.
3.Знаходимо діаметр корпусу апарата
=
=
4,44 м.
За розрахованим діаметром і продуктивністю обираємо марку пінного пиловловлювача ПГП-І-120 (N = 2 шт.) і за стандартним діаметром Dст = 3,3 м (табл.Д.23додатка) розраховуємо фактичну площу перерізу для кожного з двох апаратів: = 0,785·3,32 = 8,55 м2
4.Уточнюємо швидкість газу в кожному пиловловлювачі:
=
= 4,06 м/с.
Така швидкість руху газу в апараті потрапляє в допустимий діапазон швидкостей і може бути прийнята як розрахункова.
5.Визначаємо витрати рідини на зрошування апарата. Густина зрошування приймається за табл.Д.23 додатка, gзр = 7·10-3 м3/м2·хв.
=7·10-3·2·8,55
= 120·10-3
м3/с.
6.Площу вільного перерізу решітки розраховуємо за формулою
= 12·
= 12·4,060,35·0,0070,16·0,0060,37·0,4-0,465·1000-0,53 = 0,050 м2.
Приймаємо діаметр отворів у решітці =6 мм; висоту пінного шару на гратах Нп = 400 мм; густину зрошуючої води ρзр = 1000 кг/м3.
7.Обираємо коридорну розмітку перфорації на полиці. Відстань між отворами у рішітці, відповідно дорівнює
=
0,006·
= 0,024
м.
8.Визначаємо гідравлічний опір сухої решітки. Для перфорованої решітки рекомендується приймати значення коефіцієнта місцевого опору =1,45 [1]
=
=
=
465 Па.
9.Гідравлічний опір шару піни з урахуванням рекомендованого (табл.2.1) значення а = 4,38, складає
= 4,38·0,4·1000·4,062= 28879 Па.
10.Гідравлічний
опір корпусу апарату розраховується
за формулою Дарсі. Приймаємо коефіцієнт
гідравлічного опору апарату рівним
=15 (табл.2.1).
=0,5·15·4,062·0,955 = 118 Па.
11.Гідравлічний опір, обумовлений силами поверхневого натягу, для
перфорованих решіток визначаємо за формулою
=
=
42 Па.
Приймаємо
за
табл.Д.24
додатка
при
tводи=
30 оС
= 6,3·10-2,
Н/м.
12.Загальний гідравлічний опір пінного аппарата, відповідно, дорівнює
= + + + = 465 + 28879 +118 + 42 = 29504 Па.
13.Питома величина поверхні розподілу фаз, яка віднесена на 1 м2 решітки, складає
А = =
= 19,6·103·4,061,35·(7·10-3)0,5·0,050-2,47· (6·10-6)0,8·1000-1,25 = 0,209
14.Фракційна ефективність очищення пилогазових викидів в пінному пиловловлювачі оцінюється за формулою
,
для
= 6 мкм
=
=
97,4%.
Результати розрахунку для заданого гранулометричного складу пилу наведені в табл.2.2.
Таблиця 2.2
-
№ п/п
Розмір часток , мкм
Доля фракції Ф,%
А
,%
1
30
33
0,765
99,2
2
10
26
0,318
98,2
3
6
22
0,209
97,4
4
2
11
0,088
94,7
5
1
4
0,050
91,4
6
0,5
2
0,029
86,4
7
0,1
2
0,008
39,4
15.Визначаємо загальну ефективність очищення газів від пилу
=
= 96,23%.
16.Необхідна міра очищення за завданням складає
=
=
92%.
Вибраний апарат перевищує необхідну міру очищення газів і, отже, може бути рекомендований для використання в заданих умовах.