Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Мая 2013 в 13:22, курсовая работа
Целью проекта является разработка наиболее рациональной технологической схемы очистки газов от загрязняющих веществ.
Задачи:
- изучить особенности производства цемента сухим способом;
- изучить физико-химические свойства загрязняющих частиц;
- рассчитать необходимую степень очистки и массу веществ, поступающих на очистку и на основании этого выбрать схему очистки и пыле-, газоочистное оборудование.
Введение…………………………………………………………………………………………… 3
1 Описание производства………………………………………………………………………... 4
2 Обоснование выбора технологической схемы………………………………………………... 6
3 Технологическая часть………………………………………………………………………… 10
3.1 Выбор циклона……………………………………………………………………………. 10
3.2 Выбор скруббера………………………………………………………………………….. 13
3.3 Выбор электрофильтра…………………………………………………………………… 16
4 Расчет аппаратов очистки воздуха…………………………………………………………… 20
4.1 Расчет циклона……………………………………………………………………………. 20
4.2 Расчет скруббера………………………………………………………………………….. 27
4.3 Расчет электрофильтра…………………………………………………………………… 34
Заключение………………………………………………………………………………………. 37
Список использованных источников……………………………………………………
Рисунок 2 – Схема обеспыливания технологической линии сухого способа производства с одним электрофильтром
При обеспыливании газов очень мощных печей для обжига клинкера газы предварительно увлажняют в кондиционере перед сырьевой мельницей в соответсвии с рисунком 3.
1 – рукавный фильтр; 2 – колосниковый холодильник; 3 – вращающаяся печь;
4- декарбонизатор; 5 – циклонные теплообменники; 6 – кондиционер; 7 – дымосос печи; 8 – сырьевая мельница; 9 – электрофильтр;10 – дымовая труба; 11 – вентилятор мельницы
Рисунок 3 – Схема обеспыливания газов мощной вращающейся печи сухого способа производства, колосникового холодильника и сырьевой мельницы
По условиям компоновки сырьевых мельниц и печей этот способ не всегда можно использовать на заводах. Также данное оборудование очень дорогостояще.
Познакомившись с
3 Технологическая часть
3.1 Выбор циклона
Технология очистки газов в соответствии с выбранной схемой заключается в прохождении газа двух ступеней очистки, сначала более грубой, затем очистке от тонкодисперсных примесей.
Первое сооружение в схеме очистки – циклоны.
Циклоны являются наиболее распространенными аппаратами газоочистки, широко применяемыми для отделения пыли от газов и воздуха (в том числе аспирационного) в самых различных отраслях промышленности: в черной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике и др.
При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80—95%. В основном их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, фильтрами или электрофильтрами). В ряде случаев достигаемая эффективность циклонов оказывается достаточной для выброса газов или воздуха в атмосферу.
Основными элементами циклонов являются корпус, выхлопная труба и бункер. Из бункера пыль поступает на площадку для хранения отходов, затем вывозится с предприятия.
Газ поступает в верхнюю часть корпуса через входной патрубок, приваренный к корпусу тангенциально. Улавливание пыли происходит под действием центробежной силы, возникающей при движении газа между корпусом и выхлопной трубой. Уловленная пыль ссыпается в бункер, а очищенный газ выбрасывается через выхлопную трубу.
В зависимости от производительности циклоны можно устанавливать по одному (одиночные циклоны) или объединять в группы из двух, четырех, шести или восьми циклонов (групповые циклоны).
Эффективность очистки газа в циклоне определяется дисперсным составом и плотностью частиц улавливаемой пыли, а также вязкостью газа, зависящей от его температуры. При уменьшении диаметра циклона и повышении до определенного предела скорости газа в циклоне эффективность очистки возрастает.
Эффективность очистки резко снижается при подсосе атмосферного воздуха внутрь циклона, особенно через бункер, поэтому подсос должен быть сведен к минимуму (не превышать 4—5%).
Тип циклона выбирают исходя из требуемой эффективности очистки.
Циклоны ЦН-24, отличаются высокой пропускной способностью при невысоких требованиях к качеству очистки и для очистки газов от пылей со средним медианным диаметром более 20 мкм экономически рентабельно использование циклонов ЦН-24.
Конструкция циклона изображена на рисунке 4 [1].
Рисунок 4 –
Конструкция цилиндрического
Применяются в качестве первой ступени очистки воздуха в системах аспирации на предприятиях металлургии, химии, промышленности строительных материалов, в деревообработке.
Соответствие технической характеристики выбираемого циклона и данных задания приведено в таблице 2 [1].
Таблица 2 – Техническая характеристика ЦН-24 и данные задания
Техническая характеристика |
ЦН-24 |
Данные задания |
Средний медианный диаметр частиц пыли, мкм |
от 20 |
25 |
Температура очищаемого газа, 0С |
не более 400 |
130 |
Максимальное давление, Па |
700 |
635 |
Эффективность очистки от частиц пыли диаметром 25 мкм – 75-90%.
Циклон ЦН-24 часто используют в заданной в проекте промышленности (промышленность строительных материалов – производство цемента), его технические характеристики соответствуют данным задания, его использование экономически рентабельно, эффективность улавливания частиц достаточно высока. Поэтому в качестве первой ступени очистки выбираем циклон ЦН-24.
3.2 Выбор скруббера
После циклона перед подачей газов в электрофильтр газ необходимо увлажнить, так как удельное электрическое сопротивление тонкодисперсной пыли часто оказывается выше предельного значения, при котором обеспечивается работа электрофильтра без образования обратной короны.
Поэтому следующее сооружение в схеме – скруббер. Скрубберы — аппараты мокрого пылеулавливания получили широкое распространение ввиду сравнительно небольшой стоимости изготовления, высокой эффективности пылеулавливания, возможности их использования при высокой температуре и повышенной влажности очищаемых газов, а также в случаях опасности самовозгорания, взрыва газов или улавливаемой пыли.
Преимуществом мокрых аппаратов является возможность одновременного осуществления очистки газов от взвешенных частиц (пылеулавливание), извлечения газообразных примесей (абсорбция) и охлаждения очищаемых газов (теплообмен).
Скрубберы предназначены
для очистки газовоздушных
В качестве орошающей жидкости
в аппаратах мокрого
Скрубберы Вентури являются наиболее распространенным типом мокрого пылеуловителя, обеспечивающим эффективную очистку газов от частиц пыли практически любого дисперсного состава.
Скрубберы Вентури применяются в различных отраслях промышленности: в черной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике и др.
Конструктивно скруббер Вентури представляет собой сочетание орошаемой трубы Вентури и сепаратора. Труба Вентури имеет плавное сужение на входе — конфузор и плавное расширение на выходе — диффузор. Пережим сечения трубы Вентури получил название «горловина». Такая конфигурация трубы Вентури, выполненная с оптимальными с аэродинамической точки зрения соотношениями размеров, положена в основу типоразмерного ряда аппаратов ГВПВ.
Труба Вентури типа ГВПВ в соответствии с рисунком 5 имеет круглое сечение; относительная длина горловины — 0,15d (где d — диаметр горловины), угол раскрытия конфузора — 28° и угол раскрытия диффузора — 7°. При эксплуатации труба Вентури может быть установлена в любом положении (вертикально, наклонно) [2].
1 – диффузор; 2 – горловина; 3 – конфузор; 4 – подвод орошающей жидкости
Рисунок 5 – Трубы Вентури типа ГВПВ
Материал для изготовления труб Вентури — сталь марки Ст. З.
Принцип действия скрубберов Вентури основан на улавливании частиц пыли, абсорбции или охлаждении газов каплями орошающей жидкости, диспергируемой самим газовым потоком в трубе Вентури. Орошающая вода в выбранную трубу Вентури подается из технического водопровода.
В зависимости от физико-химических свойств улавливаемых пылей, химического состава и температуры газа выбирают режим работы скруббера Вентури. Обычно скорость газа в горловине трубы — 30—200 м/с, а удельное орошение — 0,1—6,0 л/м3. Эффективность очистки газов зависит от гидравлического сопротивления скруббера Вентури и величины удельного орошения.
Рассчитав режим работы скруббера Вентури скорость газа в горловине трубы и удельное орошение, можно обеспечить любую требуемую концентрацию пыли в очищенном газе.
Условное обозначение типоразмера трубы: ГВПВ — Газопромыватель Вентури, прямоточный, высоконапорннй; первое число — сечение горловины трубы Вентурл (м2), второе число — максимальная температура очищаемого газа (°С).
Соответствие технической характеристики выбираемого скруббера и данных задания представлено в таблице 3 [2].
Таблица 3 – Техническая характеристика ГВПВ и данные задания
Техническая характеристика |
ГВПВ |
Данные задания |
Допустимая запыленность газа, г/м3 |
30 |
24,4 |
Температура очищаемого газа, °С |
400 |
130 |
Давление, кПа |
не более 5 |
0,635 |
Скрубберы Вентури имеют сравнительно небольшую стоимость изготовления, обеспечивают эффективную очистку газов от частиц пыли практически любого дисперсного состава, часто применяются в заданной в проекте промышленности (промышленность строительных материалов – цементное производство), техническая характеристика соответствует данным задания, поэтому выбираем для увлажнения газов перед электрофильтром трубу Вентури типа ГВПВ.
В качестве сепаратора капель в скрубберах Вентури наиболее часто применяют центробежные каплеуловители типа КЦТ. Конструктивно он представляет собой малогабаритный прямоточный циклон с прямоугольным входным патрубком и рабочей частью высотой 1,5D (D – диаметр циклона) в соответствии с рисунком 6 [2].
Рисунок 6 – Каплеуловитель типа КЦТ
Уловленная обводненная пыль в виде шлама выводится через бункер на шламовую площадку, подсушивается и вывозится с территории предприятия.
Круглый выходной патрубок утоплен внутрь корпуса аппарата на величину 0,1D и смещен в сторону оси на расстояние 0,1D.
Материал для изготовления каплеуловителя сталь марки Ст. 3.
Условное обозначение
типоразмера центробежного
КЦТ – каплеуловитель центробежный с тангенциальным подводом газа; число – диаметр аппарата.
Таким образом выбираем в качестве сепаратора каплеуловитель типа КЦТ как наиболее часто применяемый в скрубберах Вентури.
3.3 Выбор электрофильтра
После циклонов и скруббера газ поступает в электрофильтр для тонкой очистки.
Электрофильтры
предназначены для
Электрофильтры — аппараты с корпусами прямоугольной или цилиндрической формы. Внутри корпусов смонтированы осадительные и коронируюшие электроды различной конструкции (в зависимости от назначения и области применения аппарата и специфики улавливаемого продукта), а также механизмы встряхивания электродов или системы их промывки, изоляторные узлы, газораспределительные устройства и т. п. Коронирующие электроды подключены к высоковольтному источнику питания выпрямленным током напряжением 50—60 кВ. Источник питания — повысительно-выпрямительный агрегат специального типа с системой регулирования, позволяющей поддерживать рабочее напряжение в электрофильтре близким к пробойному.
При пропускании загрязненного газа через электрофильтр частицы пыли или тумана заряжаются и под действием электрического поля осаждаются на осадительных электродах. После накопления определенного слоя осадка уловленная пыль сбрасывается или смывается в бункер.
Информация о работе Защита атмосферного воздуха при сухом способе производства цемента