Проект установки для очистки выбросов в атмосферу, образующихся при сжигании топлива
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
едовательно:
Д = = = 2,3м.
Принимается стандартный диаметр абсорбера D = 2,6м.
Площадь сечения абсорбера: S = p D2/4 = 5, м2.
. Обоснуем принятую величину линейной скорости. Она не должна превышать максимальной скорости газового потока.
?макс = 2,9 FCB0,4 (U/Vг) - 0,15 ,
где FCB - доля живого сечения решетки, FCB = 0,4;
Vг - удельный объемный расход газовой фазы,
Vг = Q/S = 67612 / 5,3 = 12756,98 м/ч.
?макс = 2,9 0,4 0,4 (40/12756,98) - 0,15 = 4,77 м/с.
Принятая рабочая скорость не превышает максимальную (? < ?макс).
. Динамическая высота слоя шаровой насадки рассчитывается по формуле:
Ндин = 0,172 ?0,88 U0,23 Нст0,5 FCB-0,15
где Нст - статическая высота слоя насадки, Нст = 0,3м.
Ндин = 0,172 (4,5)0,88 (40)0,23 (0,3)0,5 (0,4)-0,15 = 0,95м,
. Расстояние между ступенями рассчитывается при максимальной скорости газового потока (? = ?макс = 4,77 м/с):
Ндин = 0,172 (4,77)0,88 (40)0,23 (0,3)0,5 (0,4)-0,15 = 0,99м.
Расстояние между ступенями (решетками) принимаем Ндин = 1м.
II. Коэффициент массопередачи.
1. Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе вычисляется по формуле:
bж = 1,45 ?1,35 U0,75 HСТ-0,85 dш-0,15
bж = 1,45 (4,5)1,35 (40)0,75 (0,3)-0,85 (0,04)-0,15 = 792,27 ч-1.
. Объемный коэффициент массоотдачи в газовой фазе вычисляется по формуле:
bг = 2860 F-0,5 ?1,05 U0,15 HСТ-0,77
bг = 2860 (0,4) -0,5 (4,5)1,05 (40)0,15 (0,3) -0,77 = 96405,68 ч-1
3. Для расчёта коэффициента ускорения массоотдачи в жидкой фазе ? в следствии химической реакции определяют кинетический критерий R:
R = ,
где = 1,47 • 10-9 м2/с;
= 3,4 • 105 м3/моль•с;
Для пересчёта bж из [ч-1] в [м/с] необходимо произвести следующие расчёты:
1) - Площадь живого сечения:
= 5,3 • 0,4 = 2,12 м2.
) - Скорость газа в отверстиях опорной решетки:
= 8,89 м/с.
) ) - Поверхность контакта фаз вычисляется по формуле:
= 60,53
= 215,369 м- 1 = 0,0046431м.
4) - Тогда: bж = 792,27 ч-1 = 0,0012621 ч = 4,54356 с = 10,219 • 10-4 м/с.
Кинетический критерий R:
R = = 11,36
4. Для рассчёта диффузионного коэффициент необходимо произвести ряд следующих вычислений:
) - Коэффициент диффузии активного компонента в жидкой фазе может быть определён из следующего выражения:
м2/с.
) - Значение константы фазового распределения определяется посредством следующих вычислений:
3 г/м3.
кмоль/м3.
Парциальное давление SO2 над водным раствором вычисляется по формуле:
116 Па.
Значение равновесной концентрации над водным раствором находим из таблицы 3.3. [3]:
0,0278 кмоль/м3.
Константа фазового распределения определяется по формуле:
0,002
Диффузионный коэффициент рассчитывается по формуле:
12,24.
. Коэффициент ускорения массоотдачи в жидкой фазе вследствии химической реакции рассчитывается по формуле:
. Коэффициент массопередачи определяют из соотношения:
ч-1.
III. Объём и высота активной части абсорбера
1.Объем активной части абсорбера определяется из соотношения:
V = QNог / Ку = 67612 3 / 94339,62 = 2,15 м3.
. Высота активной части абсорбера:
Н = = = 0,4 м.
С учетом коэффициента запаса 1,5, высота активной части абсорбера принимается равной Н = 0,4 1,5 = 0,6м.
Для данного абсорбера принимаем одну решетку, расстояние между нижней и ограничительной решетками - 1м.
IV. Гидравлическое сопротивление абсорбера.
1. Сопротивление сухой решетки вычисляется по формуле:
,
где z - коэффициент сопротивления, z = 1,8;
= 248 Па.
. Сопротивление сухого абсорбера вычисляется по формуле:
DРсух = DР0 + g Hст rш (1 - e)
DРсух = 248 + 9,8 0,3 650 (1 - 0,4) = 1394,6 Па.
. Гидравлическое сопротивление орошаемого абсорбера:
DРор = DРсух + 32,1 (Fсв)-1,03 (Нст)0,6 (U)0,56 (?)0,82
DРор = 1394,6 + 32,1 (0,4)-1,03 (0,3)0,6 (40)0,56 (4,5)0,82 = 2479,63 Па.
. Общее гидравлическое сопротивление аппарата:
DРобщ = n DРор = 1 2479,63 = 2479,63 Па.
7. Выбор и расчет вспомогательного оборудования
Схема установки очистки выбросов от диоксида серы приведена в приложении №1 и включает теплообменник для охлаждения поступающих на очистку выбросов, вентилятор для транспортировки выбросов и насос для подачи абсорбента.
I. Выбор теплообменника (холодильника):
Для выбора теплообменника из основного уравнения теплопередачи определяется необходимая поверхность теплопередачи:
F = q / (K Dtср),
где q - тепловая нагрузка, Вт;
К - коэффициент теплопередачи, К = 400 Вт / м3град;
Dtср - среднелогарифмическая разность температур теплоносителей на концах аппарата.
. Тепловая нагрузка определяется по формуле:
q = Q rг сг Dt г,
где сг - удельная теплоемкость газо-воздушной смеси, сг = 1,0301 кДж/(кгК) = 1030,1 Дж/(кгК);
q = (67612 /3600) 3,486 1030,1 (443 - 298) = 9779036,2 Вт
. Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей на концах аппарата определяется по формуле:
В качестве хладагента в теплообменнике используется вода с начальной температурой 18 С.
= 47,23 С.
. Необходимая поверхность теплопередачи определяется из основного уравнения теплопередачи:
F = 9779036,2 / (400 47,23) = 517,6м2.
Со