5.9  Приклади вибору і розрахунку мокрих пиловловлювачів

Приклад 5.1. Для даних приклада 4.1 підібрати типорозмір і кіль-кість мокрих золовловлювачів для ефективного очищення η = 96% газів.

Рішення.
           1. Згідно пунктів 1...7 (приклад 4.1) об’ємні витрати димових газів складають Q = 126 м3/с.
2.  Знаходимо необхідний активний переріз золовловлювача
                         Sн  = Q/Vг = 126/5 = 25,2 (м2),                                         
де   Vr –  швидкість газу в перерізі пиловловлювача, приймається рівною
               5 м/с.
3. За табл. 5.11 вибираємо N = 2 золовловлювачі МС-ВТІ діаметром 4,0 м і площею активного перерізу S´= 11,93 м2. Тоді загальна площа акти­вного перерізу буде рівна
                        S = S´· N = 11,93 · 2 = 23,86 (м2).               
4. За графіком (рис. 5.13) для ступеня очищення  η = 0,96 (проскоку  Р = 0,04) знаходимо параметр золовловлювання  П = 3,2.
5. Користуючись формулою (5.35), знаходимо питомі витрати рідини, прийнявши швидкість газу в горловині труби Вентурі Vr = 60 м/с
                 Qр' = П2 / Vг´ = 3,22/60 = 0,17 (кг/м3).                     
6.  Знаходимо необхідний переріз горловини труби Вентурі
                     Sг = Q / Vг´ · N = 126/60 ·2 = 1,05 (м2).                 
7. За табл. 5.11 вибираємо переріз горловини труби Вентурі Sг = 1 м2.
Тоді дійсна швидкість газу в горловині буде рівна
                        Vг = Q / Sг · N = 126/1· 2 = 63 (м/с),    
тобто знаходиться в межах норми (50...70 м/с).
8. Знаходимо дійсні питомі витрати рідини в золовловлювачі
                       Qр = П2 / Vг  = 3,22/63 = 0,16 (кг/м3)                        
при  нормативних значеннях, рівних 0,12...0,20 (кг/м3).
9. Загальний гідравлічний опір коагулятора Вентурі та краплино-вловлювача розраховуємо за формулою

 (кг/м3),
де   Vвх –  швидкість газів  при вході в скрубер, приймаємо рівною 20 м/с;
ρ –  густина газів при робочих умовах, визначається за форму­лою (1.11);
0,797 (кг/м3).
Таким чином, параметри вибраного золовловлювача відповідають вимогам ГОСТ 25631 (табл. 5.2).

Приклад 5.2. Підібрати і розрахувати пінний пиловловлю­вач для очищення повітря, яке поступає від N = 5 заточувальних верстатів інстру­ментального цеху при атмосферному тискові й температурі t = 20°C.

Рішення.
1. Згідно додатку 5 дисперсний склад пилу, який поступає від заточувальних верстатів складає:

Початкова концентрація пилу Сп = 0,4 г/м3; густина частинок пи­лу   ρч = 4000 кг/м3.
2. З додатока 5 приймаємо кількість очищуваного повітря від 1 вер-стата Q1 = 4000 м3/год  при робочих умовах. Тоді загальна кількість очищу-ваного газу буде рівна:
                          Q = Q1 · N = 4000 · 5 = 20000 (м3/год).                     
3. Визначаємо густину повітря при робочих умовах, користуючись формулою (1.11)
1,2 (кг/м3).
4. Швидкість повітря в апараті приймаємо з умови сталості шару піни
                                        V = 3 (м/с).
5. Знаходимо переріз апарата
                 S'  = Q/V·3600 = 20000/3·3600 = 1,85 (м2).                       
6. Визначаємо діаметр корпуса апарата
                1,53 (м).                      
7. За розрахованим діаметром вибираємо апарат марки ПВПР-22 (табл. 5.5) діаметром  D = 1600 мм і площею перерізу
                           S = π D2/4 = 3,14 · 1,62/4 = 2 (м2).                               
8. Уточнена лінійна швидкість в апараті
                              V = Q/S·3600 = 20000/2 ·3600 = 2,78 (м/с),                                
знаходиться в межах норми (Vн = 2,5...4,5 м/с).   
 9. Витрати рідини на зрошення приймаємо з врахуванням оптималь­ної роботи апарата при густині зрошення qр = 25 м3/(м2 год), яка для погано розчинного пилу вибирається з умови :
                          qр ≤ 100 м3/(м2 · год),
                        Qр  = qр · S = 25 · 2 = 50 (м3/год).
10. Знаходимо вільний переріз решітки за емпіричною формулою при висоті пінного шару Нп = 400 мм, густині рідини (води) ρр = 1000 кг/м3  і діаметрі отворів решітки d0 = 6 мм:
So = 12 · V 0,35 · qр0,16 ·do0,37 ·Hр-0,465 · ρр-0,53 =
= 12 · 2,780,35 · 250,16 · 0,0060,37 · 0,4-0,465 · 1000-0,53 = 0,17 (м2/м2)  
11. При ромбічній розбивці отворів шаг між ними буде рівний
                   0,014 (м).                         
12. Знаходимо гідравлічний опір апарата  за формулами (5.18, 5.19, 5.23,  5.25,  5.27):
                       ?Р = ?Рр.с. + ?Рш + ?Рап + ?РG
?Рр.с. = ξ · ρ · V2/(2·g·S02) = 1,45·1,2·2,782/(2·9,81·0,172) = 23,7 (Па);
         ?Рш = 3,97· Нп · ρр · V-0,25  = 3,97· 0,4 · 1000 · 2,78-0,25 = 951 (Па);
      ?Рап = ξа · V2 · ρ/2 = 28 · 2,782 · 1,2/2 = 130 (Па);
      ?РG = 4·G/do = 4 · 6,3 · 10-2/0,6 · 10-2 = 42 (Па);   
      ?Р = 23,7 + 951 + 130 + 42 = 1146,7 (Па).
тобто, знаходиться в межах норми 800...2000 Па (табл. 5.2).
13. Для визначення фракційної ефективності пиловловлювача знахо-димо поверхню контакту фаз за формулою (5.29):
А = 19,6 ·103 · V1,35 · qр 0,5 · S0 -2,47 · dе0,8 · ρр-1,25  =
=19,6 ·103 · 2,781,35 · 250,5 · 0,17 -2,47 · 0,0060,8 ·1000-1,25  =93,5 (м2/(м2 ·год).
14. Фракційну ефективність пиловловлювання знаходимо за форму-лою (5.28)
                     ηфр = 100[1 – 5 · 10-3 – (1,28 - dч0,08)/(A0,8 ·V0,25)] 
Нижче наведені дані щодо ефективності пиловловлювання для кожної фракції

15. Загальна ефективність пиловловлювання з врахуванням фракцій-ної ефективності буде рівна:

ηфр2,5 · ?R2,5 + ηфр7,5 · ?R7,5 + ηфр15 · ?R15  + ηфр30 · ?R30
________________________________________________________________________  +
100
ηфр50 ·?R50 + ηфр60 · ?R60
+_______________________ =
100

100

= 97,74 %

Вінниця ВНТУ 2010