Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (1044948), страница 132
Текст из файла (страница 132)
Расчет целесообразно вести в следующем порядке: 1. Выбираем, учитывая небольшую производителыюсть аппарата по очищаемым газам и высокие требования к эффективности очистки, конструкцию скруббера Вентури, состоящую из трубы-распылителя, выполненной в виде трубы Вентури (см. рис. 2.48), и малогабаритного прямоточного циклона-каплеуловителя. Орошение трубы Вентури осушествляется через цсльнофакельную форсунку.
2. Эффективность аппарата и= — '' =0,916, с, и число единиц переноса Ф„= 1п — = 2,47. 1 1 — т~ 3. Уравнение энергетической зависимости для данного процесса, согласно табл. 2.38: Ф = 10-'К"' ч 1 откуда удельная энергия, затрачиваемая на пылеулавливанис,' 636 К = 9340 кДж/1000 м' газов. 4. Затраты энергии К„для скруббсра Вентури выражаются уравнением: К, = Лр„+ Ьр„,ч + р„т, где Ьр — гидравлическое сопротивление трубы Вентури, Па; Ьр„,„ — гидравлическое сопротивление каплеуловителя, Па; т — удельное орошение трубы Вентури, м'/м'.
5. Удельное орошение трубы Вентури,. учитывая большое значение К„, принимается т = 10-' м'/м'. 6. Плотность крекинг-газов на входе в скруббер; Р'„=,, =0,893 кг7м'. 273 10,1 ° 10' (273+ с,'. ) 7. Объемный расход газов, поступающих в скруббер: Я = —," =2,24 м~lс. Р, 8. Расход орошающей воды: С = Д'„тр„= 2,24 кг/с.
9. Гидравлическое сопротивление скруббера Вентури: ~р=~р +~р„„,= = ʄ— р„т = 9040 Па. 10. Охлаждение насышенных газов в скруббере Вентури происходит не более чем на 1 — 2 С. Поэтому без большой погрешности принимаем температуру крекинг-газов на выходе из скруббера ~" = 34 С 11. Плотность крекинг-газов на выходе из скруббсра: 273(Р', -4Р) з 10,1 10" (273+ г„') Часть Ш. Основное оборудование для очиолки газовых сиалель =142 м/с.
12. Объемный расход газов на выходе из скруббсра: Я;= —." =2,25 м /с. Р, 13. Скорость газов в сечении прямоточного циклона-каплеуловителя и,, согласно рекомендациям, принимаем равной 4,5 м/с. 14, Диаметр циклона-каплеуловителя: В„= 1,13,ф"7о„= 0,8 и. В соответствии с типоразмерным рядом, разработанным на каплеуловители, принимаем диаметр циклона равным 800 мм, 15. Гидравлическое сопротивление циклона- каплеуловителя: Лр„= Гр'р",/2 = 170 Па, где ~, = 16 — 22 — коэффициент гидравлического сопротивления циклона-каплеуловителя.
16. Гидравлическое сопротивление трубы Вентури: Лр ='Ьр — Лр„,,„= 8870 Па, 17. Параметры трубы Вентури целесообразно рассчитывать по условиям выхода. Учитывая незначительное гидравлическое сопротивление циклона-каплеуловителя, плотность газов на выходе из трубы Вентури принимаем р",. 18. Коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Вснтури Г принимаем равным 0,15. 19. Коэффициент гидравлического сопротивления, учитывающий введение в трубу Вентури орошающсй жидкости, согласно формуле (2.38) при 1, = 0,15И,: = 0,63 0,15т-" = 0,75.
20. Скорость газов в горловине трубы Вентури: 21. Диаметр горловины трубы Вснтури: сХ„=1,13,ф;/о, ж0,14 м. Воспользовавшись типоразмерным рядом (см. табл. 2.15), выбираем трубу Вентури с диаметром горловины 135 мм. Расчет геометрических параметров трубы Вентури проводится по вышеприведенным соотношениям. Среди низконапорных скрубберов Вентури широкое распространение получили так называемые коагуляциоиные люкрые лыяеуловители (КМП), которые представляют собой аппарат с совмешенной трубой — коагулятором и циклоном ЦВП. Общий вид аппарата представлен на рис. 2.55. За определяющий размер КМП принят диаметр горловины (Ю,) трубы-коагулятора, который в ряду размеров меняется от 250 до 1000 мм. Данные аппараты могут работать в широком диапазоне расходов газа (7 — 230 тыс. мз/ч) при скорости газа в горловине 40 — 70 м/с.
Гидравлическое сопротивление при этом составляет 12 — 35 к Па, а удел ьн ы й расход воды — 0,2 — 0,6 л/м' газа. Технические характеристики типовых КМП приведены в табл. 2.19. Запыленность воздуха, поступающего в КМП, не должна превышать 30 г/м'. Содержание твердых примесей в отработавшей воде при ее рециркуляции не должно быть более 0,5 г/л. Пылеуловители КМП, как и все аппараты мокрой очист- 637 Ггава 2. Оборудование для мокрых методов очистки Т+Т Таблица 2.19 Технические характеристики КМП Расход газа, тыс.
м /ч Размеры, мм Тип аппарата КМП-2,5 6,5 — 14,5 250 450 1000 3350 2300 350 620 КМП-3 2 11 — 24 560 2800 750 320 1200 4990 410 КМП-7,0 КМП-5,0 17 — 33,5 26 — 60 5630 400 1500 930 500 900 1180 1900 7260 3960 670 КМП-6,3 КМП-7,1 1430 40 — 92 50 — 120 630 1120 2300 8650 2700 9496 810 710 1250 1680 5220 950 КМП-8.0 КМП-1О 64 — 150 97 — 235 1860 800 1400 3000 1О 086 3000 1О 086 5810 1250 5810 1250 1860 1000 1800 638 ки, не следует применять без специальных защитных покрытий, если водные растворы уловленной пыли агрессивны к обычным сталям.
Расчет степени очистки воздуха от пыли в КМП основан на экспериментально установленной зависимости диаметра частиц, уловленных на 50 %, от удельной мощности контактирования Е, т.е. мошнос- Рис. 2.55. Коагуляционный мокрый пыле- уловитель (КМП) Ленпромстройпроекта: 1 — сепарациоиная камера; 2 — труба Вентури; 3 — горловина; 4 — водяной коллектор.„ 5 — опоры ти, которая затрачивается только на контактирование газа с жидкостью при расходе газа )' = 1 мз/с. Удельная мощность контактированин Е„зависит от расхода газа и орошающей жидкости, гидравлического сопротивления и типоразмера аппарата КМП.
Номограмма для определения величины Е„приведена на рис. 2.56. Часть И1. Основное оборудование для очистки газовых систем Гд у кав ф) ЦЯ дв 0,7 о,в Рис. 2.56. Номограмма для определения удельной мощности коитактирования КМП и,„, = ~„Щ.д,, (2.43) М=! где ЬА, — массовая доля фракции 1-го размера„ 639 Затем на основе найденного значения Е„по номограмме (рис. 2,57, нижняя левая часть) определяют значение эквивалентного значения частиц, улавливаемых на 50 %, а1„' „. Зная дисперсный состав йыли, опредсляют величину о.
После этого на оси абцисс верхней части номограммы (рис. 2.57) откладывают отрезок ОА от начала координат до значения с~ч„щ. Затсм откладывают на оси абсцисс номограммы средние величины диаметров частиц каждой фракции Ы;Р, из координат которых вычитаются отрезки ОА, а из полученных точек абсцисс восстанавливают ораинаты до линии о, которые показывают степень очистки каждой фракции. Общую эффективность очистки рассчитывают по уравнению: 11, — степень очистки пыли от частйц 1-го размера; п — число узких фракций в со.
ставе пыли. Расчет эффективности пыле- улавливания также можно осушествлять по методике расчета аппаратов ЦВП. Гидравлическое сопротивлсние аппаратов КМП рассчитывается как совокупное сопротивление трубы Вентури и аппарата ЦВП. Особенности компоновочных решений,,технологических и эксплуатационных требований установок с трубами Вентури обусловливали использование различных конструкций каплеуловителсй.
Выбор конструкции каплеуловителя в основном зависит от размера улавливаемых капель. Чем выше скорость газа в горловине, тем интенсивнее осуществляется процесс дроблсния и тем меньше размер выносимых из трубы Вентури капель. Так, при скорости газов в горловине трубы 120 м/с об- Глава 2.
Оборудование для мокрых методов очистки п.Я вв,'в 950 мов во,о що що Рис. 2.57, Номограмма для определения степени очистки в КМП (плотность частиц кокса — 1590, кварца — 2650, известняка — 2750 и агломерата — 5850 кг~м') разуются капли со средним размером — 50 мкм. В качестве каплеуловителя в скруббере Вентури могуг применяться сепараторы различных конструкций, однако наибольшее распространение получили циклоны, коленные сепараторы, разделительные емкости, сепараторы с закручиваюшими элементами.
Реже в качестве уловителей за трубами Венгури используются пенные аппараты, полые и насадочные скрубберы, электрофильтры. При больших удельных расходах орошающей жидкости, а также при очистке в скрубберах Вентури переменных объемов газов применяют двухступенчатую сепарацию влаги: грубую и тонкую. В качестве пер- 640 вой ступени для улавливания основного количества жидкости обычно используют разделительные емкости и коленные сепараторы (рис, 2.58), а в качестве второй ступени для доулавливания капельной влаги— циклонные сепараторы (рис.
2.59). Это обеспечивает высокую эффективность улавливания капель и осевших на них частиц пыли во всем диапазоне изменения производительности по газу. При выборе и расчете циклонного сепаратора рекомендуется принимать следующие параметрические соотношения (для циклона типа ЦН-24 с разрывом в выхлопной трубе), в долях от диаметра Р„: а = 1,11 Р„; Ь, = = 1,7 Р ; Ь„ = ),2 Р ; Ь = 0,8 Р ; А = 0,6 РР Ьк = 2 Р„., Ь2 = 0,6 Р„.
Часгль Ш Основное оборудование для очистки газовых систем Газы Газы Ф ~А А-А Жидкость 641 Рис.2.58. Коленный сепаратор: 1 — корпус; 2 — лопатка; 3 — сливные карма- ны; 4 — труба для сбора уловленной жидко- сти; 5 — устройство для вывода жидкости Диаметр сливного отверстия принимается не менее 0,15 Х>„. Для высокоэФфективного улавливания капель используют циклоны (реже — пенные аппараты). Характеристики сепараторов, устанавчиваемых за трубами Вентури, приведены в табл. 2.20.
В качестве каплеуловителя за грубами Вентури применяют также встроенные центробежные сепарагоры, выполненные в виде лопастного завихрителя. Они могут рабогать при скоростях газового потока Рис. 2.59. Циклон ЦН-24 с разрывом в вых- лопной трубе: 1 — корпус; 2 — устройство для ввода газов; 3 — выхлопная труба; 4 — верхняя камера цик- лона; 5 — устройство для отвода жидкости из верхней камеры циклона до 15 м/с, обеспечивая улавливание капель крупнее 10 мкм на 99 %.
Сепаратор, выполненный в виде цилиндрической или конической цснтробсжной ловушки (рис. 2.60 и 2.6!), устанавливается в качестве каплеуловителя за трубой Вснтури с регулируемым сечением горловины и за бездиффузорной трубой Вентури.
Для расчета и выбора конических и цилиндрических завихрителей (для сепараторов, приведенных на рис. 2.60 и 2.61) рекомендуется использовать соотношения: Глава 2. Оборудование для мокрых методов очистки Таблица 2.20 Характеристики сепараторов, устанавливаемых за трубами Вентури Эффективность улавливания т1, %, при диаметре капель с1„, мкм Предельное содержание жидкости в газе на входе, л~м' Размеры улавливае- мых капель, мкм Гидравлическоес сопротивление Ьр, Па Скорость газа в ссчс- нии о, мыс Тип сепаратора Не ограни- чивается Разделительная емкость > 100 И, = 100, т1 = 99 0,3 — 2„5 50 — 250 200 †!500 < 1,О 2,5 — 6,0 с1„= 20, = 99 Циклон Прямозочный циклон с сткой 25 — 500 100 †6 З,Π— 15,0 12 — 18 а, = 11, т1 = 99 < 1„О >10 Коленный сспа- д„=40, и =98 >40 ато Центробежная ловушка (приме- няется для пылей, не склонных к образованию отложений > 200 <2,0 10,0 300 †4 д„=200, т1 =99,9 Гсомет- Коничес- кий за- рические размеры вихритель 6,0 0,85 0,20 4,25 2,00 3 ~ю 10 18 642 11илиндрический завихритель 0,7.
0,6 0,5 1,25 <1,5 50' 0 <18 Ьф, д,/Ю, с~,/Ю, т/ ! й/ц ~1г Число лопаток Отвод жидкости, уловленной центробежной ловушкой, осуществляется через сливные патрубки, расположенные в нижней части сепаратора тангенциально и навстречу вращающемуся потоку жидкости. При скорости истечения последней в сливных патрубках — 0,2 м/с обеспечивается полный отвод уловленной в сепараторе жидкости. Оптимальное расстояние между горловиной трубы Вентури и центробежной ловушкой составляет (0,5 — 1,0) И„. Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
