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