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