Проект установки для очистки выбросов в атмосферу, образующихся при сжигании топлива

Курсовой проект - Экология

Другие курсовые по предмету Экология

ь сухой газовой смеси при нормальных условиях:

 

++

 

1,250* 0,78 + 1,429* 0,17 + 1,963* 0,045 + 2,055* 0,000292 + 2,927 * 0,00105 + 1,250* 0,00008 + 0,000694* 2203 + 0,000184* 5242 + + 0,0000314* 3970 = 3,928 кг/н.м3 с.г.

. Плотность влажной газовой смеси вычисляется по формуле:

 

= = 3,805 кг/н.м3

 

Влагосодержание газов при t = 25C составит = 26 • 10-3 кг/н.м3с.г.

. Плотность газовой смеси при рабочих условиях:

 

=

 

= (3,805 101325 273) / (101325 (25 +273)) = 3,486 кг/м3

. Динамическая вязкость составляющих газовой смеси при t = 25C и константы Сатерленда составят:

= 165 • 10-7 Па•с, = 104;

= 191 • 10-7 Па•с, = 133;

= 137 • 10-7 Па•с, = 254;

= 166 • 10-7 Па•с, = 101;

= 111 • 10-7 Па•с, = 433;

= 117 • 10-7 Па•с, = 396.

. Динамическая вязкость составляющих смеси газов:

 

 

= 165 • 10-7= 176,47 • 10-7 Па•с,

= 191 • 10-7= 205,19 • 10-7 Па•с,

= 137 • 10-7= 149,17 • 10-7 Па•с,

= 166 • 10-7= 177,46 • 10-7 Па•с,

= 111 • 10-7= 122,26 • 10-7 Па•с,

= 117 • 10-7= 128,63 • 10-7 Па•с.

1.Молекулярная масса газовой смеси вычисляется по формуле:

 

=

 

= 28,02 • 0,78 + 32 • 0,17 + 44,01 • 0,045 + 28,01 • 0,000008 + 46,01 • • 0,000292 + 64,07 • 0,001049 = 29,359 кг/кмоль

. Динамическая вязкость смеси газов при рабочих условиях рассчитывается по формуле:

 

 

= 1642821;

= = = 0,178 • 10-4 Па•с.

. Расход влажных газов при нормальных условиях определяется по формуле:

 

Q0 = Q0с (1 + dос/?0 Н2О) = 60000 (1 + 0,026/0,804) = 61940 нм3/ч.

 

. Расход газов при рабочих условиях:

 

Q = Q0

 

Q = (61940 (25 + 273) 101325)/(273 101325) = 67612 м3/ч.

. Исходя из заданной начальной концентрации SO2, расхода газов, ПДВ, требуемая степень очистки определяется по формуле:

 

 

G = 3 ? 67612/3600 = 56,3 г/с,

? = ((56,3 - 2,84)/56,3) ? 100% = 95 %.

. Концентрация диоксида серы во влажных газах составит:

 

= = 0,0028 кг/нм3

 

или в мольных долях эта концентрация составит:

2 = = 0,979 • 10-3;

. Концентрация диоксида серы в газе на выходе из абсорбера при заданной эффективности поглощения составит:

 

 

= 0,979 • 10-3 (1 - 0,95) = 0,049 • 10-3.

2.Основные расчеты:

I.Расход абсорбента:

Расход абсорбента можно определить, исходя из величин удельного расхода l0 и расхода очищаемого газа.

В качестве абсорбента используется двухпроцентная суспензия Са(ОН)2. При этом протекает следующая реакция с хемособрции диоксида серы:

 

SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O

 

. Удельный расход абсорбента для данной реакции при противоточном движении фаз определяется по формуле:

 

,

 

Где Сгн, Сгк - концентрации диоксида серы начальная и конечная соответственно;

В0, Вк - концентрации активного компонента в абсорбенте начальная и конечная соответственно, моль/л;

q - стехиометрический коэффициент, для данной реакции = 1.

. Начальная и конечная концентрации диоксида серы вычисляются по формулам:

 

Сгн = = 0,0437 моль/м3,

Сгк = = 0,00218 моль/м3.

 

3. Начальная концентрации активного компонента в поглотительном растворе двухпроцентного раствора Са(ОН)2 составляет:

В0 = = 0,27 моль/л

 

Вк принимается равной нулю.

Тогда, согласно формуле (1) удельный расход абсорбента:

= 0,2 л/м3

Данный удельный расход не обеспечивает условия смачиваемости насадки, поэтому принимаем = 6 л/м3

4. Расход абсорбента определяется исходя их величин удельного расхода и объёма очищаемого потока газа:

 

L = Q l0 / ?ж,

 

L = 6 ? 67612/999,73 = 405,78 м3/ч = 1,13 м3/с.

II. Число единиц переноса:

Число единиц переноса определяется по упрощенной формуле:

 

Nог = - ln (1 - h) = - ln (1 - 0,95) = 3

 

Вычисленным характеристикам удовлетворяет абсорбер с взвешенным слоем насадки.

Его параметры: 1. - константа фазового распределения - mxy< 1;

. - число переноса - Nог ? 2,3;

. - удельный расход жидкости - l0 = до 15 л/м3;

. - производительность - Q ? 100 000 м3/ч.

 

6. Расчет основного оборудования

 

Абсорбер со взвешенным слоем насадки представляет собой колонну, разделенную по высоте рядом опорных решеток, на которые насыпан слой насадки. Газовый поток, проходя через отверстия в решетках, воздействует на орошаемую поглотительным раствором насадку, поддерживая её во взвешенном состоянии. Возможное перемещение насадки по высоте аппарата определяется расстоянием между опорной и ограничительной решетками.

I. Скорость газа и диаметр в абсорбере:

1. Для определения скорости газа и диаметра абсорбера необходимо выбрать насадку. В качестве насадочного материала выбираем шаровую насадку из пористой резины диаметром dш = 0,04 м, плотностью rш = 650 кг/м3.

Значение линейной (рабочей) скорости газового потока находится в пределах от ?мин до ?макс.

Минимальная скорость псевдоожижения вычисляется по формуле:

 

?мин = (1)

 

где U - плотность орошения абсорбера, принимаем U = 40 м/ч;

?крит - критическая скорость псевдоожижения сухой насадки.

. Значение критической скорости определяется по формулам:

 

Ar = (dш3 (rш - rг) rг g) / ?г2 = = 4,46 109

 

Reкрит = Ar / (1400 + 5,22 ) = 4,46 109/(1400+5,22 ) = 12742,5

 

Reкрит = ?крит dш ?г / ?г ,

следовательно, значение критической скорости псевдоожижения определяется из выражения для критерия Рейнольдса:

 

?крит = = = 1,63 м/с.

 

. Согласно формуле (1), минимальная скорость равна:

?мин = = 0,69 м/с

Рабочая скорость газового потока принимается ? = 4,5 м/с.

. Диаметр абсорбера находится по формуле:

 

Д = ; F = ,

 

сл