Підбір пиловловлюючого обладнання на асфальтобетонному заводі

КАПЛЕУЛОВИТЕЛИ 4. Краплевловлювач

4.1 Теоретична частина

4.2 Визначення основних конструктивних параметрів краплевловлювача

ВИСНОВКИ

ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

Асфальтобетонний завод - одне з п'яти підприємств автомобільно-дорожнього комплексу з метою його аналізу як підприємства, в результаті функціонування якого спостерігається забруднення навколишнього середовища шкідливими для всього живого речовинами. Охорона навколишнього середовища - це гостра проблема, від вирішення якої багато в чому залежить подальший розвиток виробництва, життя і здоров'я не тільки нинішнього, а й майбутнього поколінь людей.

Складні технологічні процеси є виробництва будівельних конструкцій і матеріалів, пов'язані з перетворенням сировини в різні стани і з різними фізико-механічними властивостями, а також з використанням різноманітної ступеня складності технологічного обладнання і допоміжних механізмів. У багатьох випадках ці процеси супроводжуються виділенням великих кількостей полідисперсної пилу, шкідливих газів і інших забруднень. Можна сказати, що асфальтобетонний завод є одним з найбільш небезпечних джерел забруднення навколишнього середовища: на асфальтобетонному заводі при розвантаженні мінеральних матеріалів у силоси виділяється багато пилу, яку доцільно відсмоктувати у верхній частині силосних складів. При просушування і нагріванні піску і щебеню виділяється велика кількість пилу і вогнетривких частинок рідкого палива. Основними місцями інтенсивного пиловиділення є димова труба, завантажувальна та розвантажувальна коробки сушильного барабана, а також місця завантаження, розвантаження, просіювання сухих мінеральних матеріалів.

Закріплення теоретичних знань, отриманих в процесі вивчення курсу «Процеси пилогазоочистки» і набуття практичних навичок самостійного рішення щодо оцінки впливу, внаслідок діяльності одного з підприємств дорожньо-будівельного комплексу (асфальтобетонного заводу) на природне навколишнє середовище, а також засвоєнню методів підбору технічних засобів і розрахунок їх габаритів, необхідних для очищення викидів на АБЗ, діяльність яких спрямована на зниження шкідливого впливу заводу на навколишнє середовище - цілі даної курсової роботи.

Основними джерелами забруднення атмосфери є викиди аерозолів з ​​сушильних барабанів. Відбуваються разові викиди аерозолів при зберіганні наповнювача і його обробці, з доріг на території заводу і викиди пахучих смолистих речовин з місць зберігання, асфальту і установок для його змішування.

Для попередження забруднення пилом повітря необхідно: по можливості обмежити викид в атмосферу газів, що відходять та запиленого вентиляційного повітря; застосовувати герметичні пристрою при транспортуванні матеріалів, які пилять; не застосовувати складів для пилять, (мінерального порошку).

Для зниження кількості викидів в атмосферу доцільно роботу сушильних барабанів АБЗ перекладати з рідкого палива на газ.

Технологічні операції приготування асфальтобетонної суміші супроводжуються шумом, часто перевищують встановлені норми. Методи зниження шуму полягають у наступному: зменшенні шуму в джерелі його утворення шляхом звукопоглинання, звукоізоляції; видаленні по можливості самого джерела; застосуванні індивідуальних засобів захисту від шуму.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА АБЗ

1.1 Технологія виробництва продукції на підприємстві

Технологія приготування асфальтобетонної суміші складається з наступних основних етапів:

1. Підготовка мінеральних матеріалів (подача зі складу навантажувачем, екскаватором або іншою машиною мінеральних матеріалів до змішувача; попереднє дозування піску і щебеню та подача їх в сушильний барабан; просушування і нагрівання мінеральних матеріалів, поділ їх по фракції; точне остаточне дозування щебеню, піску, порошку) ;

2. Підготовка бітуму (подача зі сховища в бітумоплавілку, видалення вологи, нагрівання до робочої температури, дозування підігрітого бітуму);

3. Перемішування мінеральних матеріалів з ​​бітумом;

4. Вивантаження готової асфальтобетонної суміші в накопичувальний бункер або автомобіль.

У технологічний процес приготування асфальтобетонної суміші входить ще ряд операцій, пов'язаних з приготуванням і переробкою окремих матеріалів, а також вантажно-розвантажувальні і транспортні операції.

Технологічна схема виробництва асфальтобетонної суміші може бути розділена на 3 самостійні технологічні лінії, які об'єднуються біля змішувального агрегату:

Перший лінія - подача щебеню, відсіву і піску;

Друга лінія - подача мінерального порошку;

3-а лінія - подача в'яжучого.

Асфальтобетонний завод містить три цехи: каменедробильний: мінерального порошку (дробильно-розмеленого) і бітумний.

У каменедробильному цеху здійснюються: розвантаження каменю із залізничних вагонів, що прибули з кар'єру і створінь складу каменю; подання каменя до дробарці; переробка каменю на щебінь (первинне дроблення, рассортировка каменю за фракціями з відсівом великих фракцій, вторинне дроблення з повторною розсортуванням); створення складів щебеню по фракціях; подання щебеню до змішувача.

У цеху мінерального порошку також здійснюється перші дві операції (розвантаження каменю з вагона в транспортні засоби) і подача каменя до дробарці, оскільки порошок готують із вапняного каменю. Потім йдуть: дроблення дрібного каменю або щебеню в валкової або інший дробарці; просушування вапняного щебеню; розмел в кульових млинах; зберігання порошку на складі; подання порошку в змішувач.

Робота бітумного цеху відбувається за технологією: розвантаження бітуму з бункерних напіввагонів у сховищі; попередній розігрів бітуму до температури текучості; перекачування в бітумоплавильного або обігрівальні тенти; розігрів в бітумоплавильного до робочої температури; подання бітуму в змішувач.

Основою будь-якого АБЗ є змішувальні цехи, які є одним з основних джерел димо-та пилоутворення. Причина тому неповне згоряння палива і велика кінетична енергія газів, здатна нести дрібні частинки мінералів. Неповне згоряння палива обумовлено з одного боку, камерою згоряння топок сушильних барабанів, з іншого боку - конструкцією вживаних форсунок, що мають довгий витягнутий смолоскип.

Боротьбу з пилом і димом при роботі асфальтозмішувачі слід вести по двох напрямах, домагаючись: уловлювання та очищення газів, що відходять за двома напрямками, домагаючись: уловлювання та очищення газів, що відходять із сушильного барабана; ліквідації причин пило - і димоутворення шляхом поліпшення технології процесу підігріву мінеральних матеріалів.

1.2 Технологічне обладнання АБЗ

Агрегати харчування асфальтозмішувальних установок призначені для дозування мінеральних матеріалів (вологих і холодних піску і щебеню різних фракцій в заданих пропорціях) і рівномірної подачі їх транспортером в сушильний барабан.

Сушильний барабан використовується для просушування та нагрівання до заданої температури піску і щебеню кількох фракцій. Вони складаються з барабанів, паливного обладнання, баків для палива і системи обезпилювання. Сушильні барабани безперервної дії просушують і нагрівають пісок і щебінь гарячими газами за принципом протитечії, тобто матеріали пересуваються поступово назустріч гарячим газів, які утворюються в сушильному барабані від згоряння добре розпорошеного основного рідкого палива. В якості основного палива використовують мазут.

Агрегати мінерального порошку призначені для прийому з транспортних засобів, зберігання і подачі мінерального порошку в дозатор змішувального агрегату. Агрегати мінерального порошку складаються з силосних банок різної місткості, обладнання для транспортування та підйому мінерального порошку, фільтрів при використанні пневмоподачі, покажчиків рівня, аераційного пристрої, затворів і насосів.

Змішувальні агрегати призначені для сортування нагрітих кам'яних матеріалів, їх дозування і перемішування, видачі готової суміші. Вони складаються з елеватора, сортувальної установки, ємностей для зберігання невеликої кількості гарячих піску і щебеню по фракціях, а також холодної мінерального порошку, бункера по масі, пристрої для дозування мінеральних складових асфальтобетонних сумішей, бітумного дозатора з битумопровода, кранами та розподільними трубами, мішалками і розвантажувального пристрою.

Бункери готової асфальтобетонної суміші призначені для зберігання її протягом деякого часу, що забезпечує рівномірну і безперервну роботу АБЗ при зменшеній кількості транспортних засобів, відвозили готову суміш до місць укладання. Зменшення їхньої кількості досягається за рахунок скорочення тривалості завантаження. Бункер може бути одне - або двосекційним. Його місткість повинна бути дорівнює продуктивності змішувача.

Система обприскування призначена для нанесення на внутрішню поверхню ковша скіпового підйомника і кузова автомобіля тонкого шару солярового масла або дизельного палива, що служить для запобігання налипання на зазначені поверхні гарячої асфальтобетонної суміші.

1.3 Технологічна послідовність

Мінеральні матеріали надходять залізничним або автомобільним транспортом на завод, розвантажуються як правило на майданчику з твердим покриттям в окремі приміщення, звідки по підземній галереї з допомогою транспорту і стрічкового конвеєра подається в агрегати харчування. Кожен агрегат призначений для зберігання окремого мінерального матеріалу. ≈ 200°С и далее с помощью горячего элеватора подаются на грохот, с помощью которого разделяются на отдельные составляющие, поступающие в бункера- дозаторы. У подальшому за допомогою стрічкового конвеєра (холодний елеватор) мінеральні матеріали надходять у сушильний барабан, де підігріваються до температури t ≈ 200 ° С і далі за допомогою гарячого елеватора подаються на гуркіт, за допомогою якого поділяються на окремі складові, що надходять в бункери-дозатори. Асфальт надходить залізничним транспортом, розвантажується в бітумохраніліща, нагрівається в ньому до текучого стану, стікає в приямок і з допомогою насоса закачується в бітумоплавильного котли. ≈ 100°С битум обезвоживается и в последующем разогревается до t ≈ 150-170°С и подается в дозировочный бак. У бітумоплавильного котлах при t ≈ 100 ° С бітум зневоднюється і в подальшому розігрівається до t ≈ 150-170 ° С і подається в дозувальний бак. Мінеральний порошок надходить на завод автомобільним транспортом, завантажується в спеціальні сховища, звідки перекачується пневмотранспортом в агрегат харчування.

У подальшому отдозірованние кам'яні матеріали, а також бітум, надходять в змішувач (13). У змішувачі мінеральні матеріали перемішуються від 10 до 30 секунд між собою, впорскується в змішувач бітум, після чого триває змішання бітуму з мінеральними складовими протягом 30-40 секунд залежно від типу готується суміші. Чим більше зміст крупний заповнювач у складі асфальтобетонної суміші, тим менше час перемішування. Час перемішування пов'язано також з в'язкістю використовуваного бітуму. Температура приготування суміші вивантажується в автотранспортний засіб або в бункер-накопичувач готової суміші.

1.4 Викиди та їх придушення

При розвантаженні мінеральних матеріалів у силоси виділяється багато пилу, яку доцільно відсмоктувати у верхній частині силосних складів. При просушування і нагріванні піску і щебеню виділяється велика кількість пилу і вогнетривких частинок рідкого палива. Основними місцями інтенсивного пиловиділення є димова труба, завантажувальна та розвантажувальна коробки сушильного барабана, а також місця завантаження, розвантаження, гуркоту сухих мінеральних матеріалів. Санітарними нормами допускається максимальна запиленість шару повітря на висоті 1,6 м від поверхні землі - 0,5 мг / м ^3.

Головним завданням охорони навколишнього середовища є забезпечення нормальної роботи пилоочисного установок на заводі, тому що пил є основним джерелом забруднення. Джерела забруднення діляться на організовані і неорганізовані. Перші викидають шкідливі речовини в атмосферу труби або шахти, другі - з великих площ (склади кам'яних матеріалів). Існують джерела забруднення водою середовища: від поверхневого стоку з території заводу; оборотна вода від промивання матеріалу.

Основними джерелами забруднення атмосфери є викиди аерозолів з ​​сушильних барабанів. Відбуваються разові викиди аерозолів при зберіганні наповнювача і його обробці, з доріг на території заводу і викиди пахучих смолистих речовин з місць зберігання асфальту і установок для його змішування.

Величина викиду з сушильних барабанів залежить від розміру гранул наповнювача і типу застосовуваного палива. Викиди в відсутність придушення в середньому складають приблизно 20 кг / т наповнювача. Викиди становлять відносно великі частки, розмір більше 50% з них перевищує 20 мкм і залежить від використовуваного наповнювача. Викиди з сушильних барабанів уловлюються або скруберами, або рукавними фільтрами, перед якими розташовані циклони. Ці пристрої зменшують викиди більш ніж на 99%.

Пил утворюється під час роботи сушильного барабана (на вході) та сит на змішувачі (гуркоту), елеватора гарячого матеріалу. У складі пилу майже 50% зерен менше 71 мкм (мінеральний порошок), при цьому частинки з розміром зерен 50-70 мкм уловлюються повністю сухою системою пилеочистки; частинки розміром 10-5 мкм уловлюються сухою системою пилеочистки частково (на 80%). У зв'язку з цим виникає необхідність здійснювати мокру пилеочистки циклоном. Частки розміром менше 10 мікрон сухим способом не уловлюються зовсім.

Для придушення викидів використовують також знепилюючі установки, які призначені для очищення вихідних газів з сушильного барабана і створення в ньому мінімального розрядження, щоб направити весь потік забруднених газів в знепилюючої установку. Зазвичай така установка має два ступені очищення: 1-а - циклони сухого очищення, 2-а - мокрі пиловловлювачі.

Ефективність очищення в такій установці складає 99,2%.

2 Циклон

2.1 Теоретична частина

Циклонні апарати внаслідок дешевизни і простоти пристрою і експлуатації, відносно невеликого опору і високої продуктивності є найбільш поширеним типом механічного пиловловлювача.

Циклонні пиловловлювачі мають наступні переваги перед іншими апаратами:

- Відсутність рухомих частин;

- Надійна робота при температурі до 400 градусів С без конструктивних змін;

- Пил уловлюється в сухому вигляді;

- Можливість уловлювання абразивних пилу, для чого активні поверхні циклонів покриваються спеціальними матеріалами;

- Можливість роботи циклонів при високих тисках;

- Стабільна величина гідравлічного опору;

- Простота виготовлення і можливість ремонту;

- Підвищення концентрації пилу не призводить до зниження фракційної ефективності апарату.

До недоліків можна віднести:

- Висока гідравлічний опір, що досягає 1250-1500 Па;

- Низька ефективність при уловлюванні частинок розміром менше 5мкм.

Робота циклону заснована на використанні відцентрових сил, що виникають при обертанні газопилового потоку всередині корпусу апарату. Обертання досягається шляхом тангенціального введення потоку в циклон. У результаті дії відцентрових сил частинки пилу, зважені в потоці, відкидаються на стінки корпусу і випадають з потоку. Чистий газ, продовжуючи обертатися, робить поворот на 180 градусів і і виходить з циклону через розташовану по осі вихлопну трубу (рис. 2.1.1)

Малюнок 1 - Циклон:

1. корпус;

2. вхідний патрубок;

3. вихідний патрубок;

4. прийомний бункер.

Частинки пилу, що досягають стінок корпусу, під дією що переміщається в осьовому напрямку потоку і сил ваги рухаються у напрямку до вихідного отвору корпусу і виводяться з циклону. З огляду на те, що вирішальним чинником обумовлює рух пилу, є аеродинамічні сили, а не сили тяжкості, циклони можна розташовувати похило і навіть горизонтально. На практиці через компонувальних рішень, а також для розміщення пилетранспортних систем, циклони встановлюють у вертикальному положенні.

При русі в обертовому криволінійному потоці газу частка пилу знаходиться під дією сили тяжіння, відцентрової сили і сили опору. Маса частинки звичайно настільки мала, що нею нехтують, тому швидкість частинок в циклоні без великої помилки можна прийняти рівною швидкості обертання газопилового потоку.

Область циклонного процесу, або зона уловлювання пилу, розташована між кінцем вихлопної труби і пилеотводящім отвором циклону. Частина цієї зони займає корпусний патрубок. У ньому закінчується циклонний вихор, У циліндричному циклоні (Без корпусного патрубка) циклонний вихор спирається на пиловий шар у бункері апарату. При цьому частки вдруге несуться з бункера, тобто відбувається явище, аналогічне дії атмосферних вихорів на предмети, що знаходяться на поверхні землі. Вторинний винесення частинок виникає і тоді, коли обраний надмірно великий кут конусності нижнього патрубка циклону.

Бункер бере участь в аеродинаміці циклонного процесу, тому використання циклонів без бункера або зі зменшеним, порівняно з рекомендованим, розміром бункера знижує ККД апарату. Істотний вплив на циклонний процес надає турбулентність, яка багато в чому визначає ступінь очищення. Потік, що надходить у вихлопну трубу, продовжує інтенсивно обертатися. Згасання цього обертального руху. Пов'язане з непоправними втратами енергії, відбувається порівняно повільно.

2.1.1 Циклони конструкції НІІОгаз

- Циліндричні (типу ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24). Характерні особливості: подовжена циліндрична частина, кут нахилу кришки і вхідного патрубка дорівнює відповідно 11,15,24, однакове відношення діаметра вихлопної труби до діаметру циклону, значення якого 0,59.

- Конічні (СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М). выхлопной трубы и корпуса (соответственно 0,33 и 0,34). Характерні особливості: довга конічна частина, спіральний вхідний патрубок, мале відношення d вихлопної труби і корпусу (відповідно 0,33 і 0,34).

Циліндричні відносять до високопродуктивних апаратів, а конічні - до високоефективних. Діаметр циліндричних циклонів не перевищує 2000 мм, а конічних - 3000 мм. Зі збільшенням діаметра циклону при постійній тангенціальною швидкості потоку відцентрова сила, що впливає на пилові частинки, зменшується, і ефективність пиловловлення знижується. Крім того, установка одного високопродуктивного циклону викликає утруднення через його великої висоти. У зв'язку з цим у техніці пиловловлення широке застосування знайшли групові та батарейні циклони.

Малюнок 2.1.1.1 - Циліндричний циклон.

У групових компонуваннях по нормалях НІІОгаза застосовуються циклони типу ЦН-15 і ЦН-11, їх встановлюють попарно з загальним числом циклонів 2-8 або навколо вертикального підвідного газоходу по 10-14 штук. (Рис. 3).

Малюнок 2.1.1.2 - Групові циклони:

а - ступінчаста компонування; б - кругова компоновка.

При визначенні гідравлічного опору групових установок до коефіцієнта опору одиночного циклону, віднесеному до швидкості повітряного потоку в горизонтальному перетині корпуса, при круговій компонуванні слід додавати 60, при дворядної з відведенням очищеного газу через равлики 28. Ступінь очищення в групі циклонів приймається рівною мірою очищення в одиночному циклоні, що входить в цю ж групу.

Конічні циклони при різних продуктивності з циліндричними відрізняються від останніх великими габаритами і тому звичайно не застосовуються в груповому виконанні. Для підведення газу до окремих циклонів при установці їх у групу рекомендується застосовувати колектори. Обхідні патрубки циклонів приєднують до колекторів за допомогою фланців. Колектор виконується з одного або декількох патрубків, які з одного боку під'єднуються до циклонів, а з іншого - закінчуються загальної камерою.

Відведення очищеного газу в циклонах може здійснюватися кількома способами: за допомогою равлики, що служить для перетворення обертального руху газів в поступальний, коліна, спільного збірника для групи циклонів або через вихлопну трубу. Перетини вихідного отвору равлики і вхідного патрубка циклонів слід виконувати однаковими.

Група циклонів забезпечується загальним бункером для збору пилу. Діаметр пилевипускного отвори бункера підбирають таким, щоб випуск уловленной пилу відбувався без затримки, а розмір фланця відповідав розміру встановлюваного під ним пилового затвора. Кут нахилу стінок бункера приймається більшою, ніж кут природного укосу пилу; зазвичай він становить 55-60 °.

У групах циклони компонуються в два ряди або мають кругову компонування у відповідності з рекомендаціями, наведеними в таблиці 3 додатка. Робочі об'єми бункерів для груп циклонів рекомендується приймати за таблицею 4 додатки.

Для циклонів НІІОгаз прийнятий наступний ряд діаметрів: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400, 3000 мм. Однак для циліндричних циклонів в одиночному виконанні 1800мм.

Бункери для одиночних циклонів виконуються циліндричної форми. _{бункера} = 1,5 D ; для конического – D _{бункера} =(1,1..1,2) D . Діаметри приймаються відповідно до ГОСТ: для циліндричного циклону D _{бункера} = 1,5 D; для конічного - D _{бункера} = (1,1 .. 1,2) D. , днище бункера выполняется с углом стенок 60°. Висота циліндричної частини бункера приймається рівною '0,8 D, днище бункера виконується з кутом стінок 60 °.

Пилові бункера циклонних груп можуть мати або круглу, або прямокутну форму. Для груп з двох і чотирьох циклонів застосовують обидві форми бункерів, а для груп з шести і восьми циклонів - тільки прямокутні. , где D - диаметр циклона. Мінімальна відстань від осі циклону до стінки бункера повинно бути не менше 0,4 D, де D - діаметр циклону. . Висота прямокутної (або циліндричної) частини бункера повинна бути не менше 0,5 D. Кут на клону стінок бункера до горизонту приймається не менше 60 °.

Умовне позначення типорозмірів одиночного і групового циклонів типу ЦН-15: ЦН циклон конструкції НІІОгаза; 15 - кут нахилу осі вхідного патрубка щодо горизонталі (град.); П (Л) - «праве» («ліве») обертання газу в «равлику» ; число після тире - внутрішній діаметр циліндричної частини циклона (мм); наступна цифра - кількість циклонів у групі; У - з камерою очищеного газу у вигляді збірки; П - пірамідальна форма бункера. Наприклад, ЦН-15П-600П та ЦН-15Л-600 х 2УП.

Умовне позначення типорозміру циклону типу СК-ЦН-34: СК-спіральний конічний: ЦН - циклон конструкції НІІОгаза; 34 - відношення діаметра вихлопної труби до діаметра циліндричної частини (так само 0,34); БП - з бункером і підігрівачем; Б - з бункером без підігрівача (при відсутності Б або БП - без бункера і підігрівача); останнє число - діаметр циліндричної частини циклона (мм); П або Л - «праве» або «ліве» обертання пилогазового потоку. Наприклад, СК-ЦН-34БЦ-600л, СК-ЦН-34-600П.

2.2 Розрахункова частина

2.2.1 Практичні рекомендації з вибору циклонів

Вибір типу і розміру циклону проводиться на підставі заданого витрати газів, фізико-механічних властивостей пилу необхідного коефіцієнта очищення, габаритів установки, експлуатаційної надійності та вартості очищення. При очищенні великих об'ємів газів поодинокі циклони типу ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24 об'єднуються в групи по 2, 4, 6, 8 елементів, розташованих у два ряди, і по 10, 12. 14 елементів при круговій компонуванні. Діаметр циклонів типу ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, об'єднаних у групи з прямокутною компонуванням, не повинен перевищувати 1800 мм, а при круговій компонуванні 1000 мм.

При обезпилювання газу обсягом понад 80000-100000 м ³ / год і при високих вимогах до очищення слід застосовувати батарейні циклони. Батарейні циклони мають менші габарити, ніж групові, але вимагають для свого виготовлення більшої витрати металу і вартість їх вище вартості групових циклонів. При виборі циклону слід звертати увагу на надійність роботи системи, особливо в тих випадках, коли ремонт або ревізія системи газоочищення неможливі без зупинки технологічного устаткування. Широкий діапазон типорозмірів циклонів дозволяє задовольняти багато вимог, у тому числі і по надійності. Найбільш характерними порушеннями нормальної роботи циклонів є стирання стінок циклонів абразивної пилом і залипання. Зі збільшенням діаметрів циклонів і зниженням швидкості газового потоку на вході стирання стінок і залипання зменшуються. Внаслідок цього для уловлювання абразивного пилу рекомендується застосовувати циклони типу СК-ЦН-34, здатні забезпечувати високий ступінь очищення при порівняно невеликій швидкості пилогазового потоку на вході. При однаковій ефективності найбільш високі техніко-економічні показники мають циклони типу ЦН-11.

При виборі наскрізного циклону особливу увагу слід звертати на те, що ефективність пилоочищення в наскрізному циклоні тим вище, чим більше об'єм подається пилогазового потоку і чим більше перепад тиску між подводящим газоходом і циклоном.

У наскрізному циклоні чим більше його діаметр, тим вище перепад тиску.

2.2.2 Вибір розміру наскрізного циклону

При виборі наскрізного циклону особливу увагу слід звертати на те, що ефективність пилоочищення в наскрізному циклоні тим вище, чим більше об'єм подається пилогазового потоку і чим більше перепад тиску між подводящим газоходом і циклоном.

У наскрізному циклоні, чим більше його діаметр, тим вище перепад тиску. Згідно з вихідними даними, знепилене часовий витрата очищуваного газу дорівнює:

=29000 м ³ /ч Q = 29000 м ³ / год

При цьому секундний витрата цього газу буде становити:

=29000/3600=8,1 м ³ /с Q = 29000/3600 = 8,1 м ³ / с

Причому запиленість газу на виході сушильного барабана складає:

З _вх = 117,9 г / м ³

А на виході прямоточного циклону слід забезпечити запиленість не вище:

г/м ³ , З _вих = 72,9 г / м ^3,

отже, потрібно забезпечити ефективність очищення в прямоточному циклоні:

(2.2.2.1)

%. Отже, ефективність цього циклону 8 Березня%.

Для визначення розмірів прямоточного циклону скористаємося методом Альда, який рекомендує параметри наскрізного циклону визначати в залежності від діаметра вхідної труби газоходу.

) входной трубы газохода: 125, 200, 225, 260, 300, 360, 390 мм. Існує типовий ряд розмірів діаметрів (d) вхідної труби газоходу: 125, 200, 225, 260, 300, 360, 390 мм.

/ D ≤3; h = h ₂ + h ₃ Для забезпечення необхідної ефективності необхідно дотримання умови h / D ≤ 3; h = h ₂ + h ₃

2.2.3 Вибір і розрахунок параметрів групових циклонів

Розрахунок циклонів ведеться методом послідовних наближень.

1. Поставивши собі за типом циклону (ЦН-15), визначаємо оптимальну швидкість газу в перерізі циклону . діаметром D.

Задаємося типом циклону ЦН-15; = 3,5 м / с.

2. Розрахунок необхідної площі циклону роблять за формулою:

, М ²

– объем очищаемого газа, м ³ /ч (исходные данные): Q - обсяг очищуваного газу, м ³ / год (вихідні дані):

= 29000 м ³ /ч Q = 29000 м ³ / год

. - Оптимальну швидкість газу в перерізі циклону, м / c.

м ²

3. Визначають діаметр циклону, задаючись кількістю циклонів

=1: N = 1:

, М

= 1800 м. Переводимо в мм: D = 1800 м.

округляют до ближайшего типового значения внутреннего значения циклона - 1800 мм. Отримане значення D округлюють до найближчого типового значення внутрішнього значення циклону - 1800 мм.

4. За обраному діаметру циклонів знаходимо дійсну швидкість руху газу в циклоні за формулою:

Дійсна швидкість в циклоні не повинна відхилятися від оптимальної більш ніж на 15%. Якщо умови не дотримуються, вибираємо інший тип циклону. Визначаємо величину розбіжності 3,5 - 3,27 = 0,23% менше ніж 15%. Тип циклону обраний правильно.

5. Розраховують коефіцієнт гідравлічного опору одиночного циклону або групи циклонів:

де до ₁ - поправочний коефіцієнт на діаметр циклону (1);

до ₂ - поправочний коефіцієнт на запиленість газу (0.87);

x ₅₀₀ - коефіцієнт гідравлічного опору, що враховує групову компонування циклонів (155);

до ₃ - коефіцієнт, що враховує додаткові втрати тиску, пов'язані з компонуванням циклонів у групу (0).

6. Обчислюють втрати тиску в циклоні за формулою:

,

= 0,5 134,85 0,09 (3,27) = 64,88 Па

Для мережі циклонів

де r - щільність газу в розрахунковому перерізі циклону;

Щільність газу в розрахунковому перерізі циклону визначають за формулою:

= y / g , кг/м ³ , q = y / g, кг / м ^3,

кг / м ³

кг/м ³ ; g - питома маса газу при робочій температурі 150 ⁰ С, вона задана в умові і дорівнює 0,8 4 кг / м ^3;

– ускорение свободного падения, оно равно 9,8 м / с ² . g - прискорення вільного падіння, воно дорівнює 9,8 м / с ^2.

Питому масу розраховують за формулою:

, Кг / м ³ (2.2.3.6)

– постоянный коэффициент: для одиночных циклонов – 1,3; для групповых – 1,4; де k - постійний коефіцієнт: для одиночних циклонів - 1,3; для групових - 1,4;

- Дійсна температура газу в циклоні.

кг / м ³

Приймаються g = 0,988 кг / м ^3.

Щільність газу в розрахунковому перерізі циклону визначають за формулою:

, кг / м ³ r = g / g, кг / м ³

r = = 0,09 кг / м ³

Якщо в процесі очищення гідравлічний опір пиловловлювача змінюється (зазвичай збільшується), то необхідно регламентувати його початкове і кінцеве значення.

_нач = D P _кон процесс очистки нужно прекратить и провести регенерацию (очистку) пылеулавливающего устройства. При досягненні D P _поч = D P _кон процес очищення потрібно припинити і провести регенерацію (очищення) пиловловлюючого пристрою.

7. Обчислюємо фактичну ефективність очищення газів у циклонах

) ] h = 0,5 [1 + Ф (x)]

] =0,92=92% h = 0,5 [1 + 0,8413] = 0,92 = 92%

) – представляет собой полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях в зависимости от параметра Х. Параметр Ф (x) - являє собою повний коефіцієнт очищення газу, виражений у частках в залежності від параметра Х.

Визначаємо параметр Х за формулою:

8. Фактична ефективність чищення обраної групи циклонів повинна бути не меншою за необхідну за умовою, що розраховується за формулою:

=

де С _вх. і С _вих. - відповідно значення запиленості димових газів на вході і виході їх циклонів.

Якщо розрахункове значення фактичної ефективності очищення виявиться менше необхідного за умовами допустимого викиду пилу в атмосферу, то потрібно вибрати інший вид циклону з великим значенням коефіцієнта гідравлічного опору.

% < 9 8, 5% 3 червень% <9 8, 5%

Таким чином, на першому ступені ефективність очищення газового викиду дорівнює 36%.

Розрахунок параметрів циклону

Знаючи, наш діаметр знаходимо всі необхідні значення (d = 1711):

П-высота входного патрубка; h П-висота вхідного патрубка;

П=0,66 *1700=1122=11,22 h П = 0,66 * 1700 = 1122 = 11,22

Т=1,74*1700=2958=29,58 h Т = 1,74 * 1700 = 2958 = 29,58

ц=2,26*1700=3842=38,42 H ц = 2,26 * 1700 = 3842 = 38,42

к=2*1700=3400=34,00 H к = 2 * 1700 = 3400 = 34,00

=4,56*1700=7752=7,752 H = 4,56 * 1700 = 7752 = 7,752

=0,59*1700=1003=10,03 hB = 0,59 * 1700 = 1003 = 10,03

1=0,4*1700=680мм=6,8см d 1 = 0,4 * 1700 = 680мм = 6,8 см

фл-высота фланца; h фл-висота фланця;

фл=0,1*1700=170мм=1,7см h фл = 0,1 * 1700 = 170мм = 1,7 см

ширина вхідного патрубка в циклоні, м

0,2 * 1700 = 340мм = 3,4 см

ширина вхідного патрубка на вході, м

0,26 * 1700 = 442мм = 4,42 см

3 Скрубер ВЕНТУТРІ

3.1 Теоретична частина

_ч ≥ (0,3-1,0) мкм, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Апарати мокрого очищення газів мають широке поширення, тому що характеризуються високою ефективністю очищення від дрібнодисперсних пилу з d _ч ≥ (0,3-1,0) мкм, а також можливістю очищення від пилу гарячих і вибухонебезпечних газів. Однак мокрі пиловловлювачі мають ряд недоліків, що обмежують область їх застосування:

- Освіта в процесі очищення шламу, що вимагає спеціальних систем для його переробки;

- Винесення вологи в атмосферу і утворення відкладень в відвідних газоходах при охолодженні газів до температури точки роси;

- Необхідність створення оборотних систем подачі в пиловловлювач.

Серед апаратів мокрого очищення з осадженням частинок пилу на поверхню крапель на практиці більш застосовні скрубери Вентурі. Основна частина скрубера - сопло Вентурі - 2, в конфузорно частина якого підводиться запилений потік газу і через відцентрові форсунки - 1 рідину на зрошення. У конфузорно частини сопла відбувається розгін газу від вхідних швидкості у вузькому перерізі сопла 30-200м / с і більше. Процес осадження частинок пилу на краплі рідини обумовлений масою рідини, розвиненою поверхнею крапель і високою відносною швидкістю частинок рідини і пилу в конфузорно частини сопла. Ефективність очищення значною мірою залежить від рівномірності розподілу рідини по перетину конфузорно частини сопла. У диффузорной частини сопла потік гальмується до швидкості 15-20 м / с і подається в краплевловлювач. Краплевловлювач звичайно виконують у вигляді прямоточного циклону.

Рис. 3.1.1 - Розрахункова схема труби Вентурі:

1-конфузор; 2-горловина; 3-дифузор; - Довжини конфузор, горловини і дифузора відповідно; - Діаметри конфузор, горловини і дифузора відповідно; - Половини кутів розкриття конфузор, горловини і дифузора.

Скрубери Вентурі забезпечують високу ефективність очищення аерозолів із середнім розміром частинок 1-2 мкм при початковій концентрації домішки до 100 г / м ^3. Питома витрата води на зрошення при цьому становить 0,1-6,0 л / м ^3. Круглі скрубери Вентурі застосовують при витраті газу до 80000 м ³ / ч. При великих витратах газу і великих розмірах труби можливості розподілу зрошувальної рідини по перерізу труби погіршуються, тому застосовують декілька паралельно працюючих круглих труб або переходять на труби прямокутного перерізу.

Завданням розрахунку скрубера Вентурі є визначення основних конструктивних розмірів труби Вентурі та краплевловлювача.

3.2 Розрахунок скрубера Вентурі

1. З рівняння теплового балансу, складеного для 1м ³ сухого газу методом послідовних наближень, знаходимо температуру газу, на виході з скрубера Вентурі, за наступний формулою:

(3.2.1) ^{, 0} C (3.2.1)

де С _р, З _п, З _ж - відповідно теплоємність газу, пари та рідини, ккал / кг, ⁰ С; їх приймають З _г = 0,24, З _п = 0,48, З _ж = 1 відповідно;

r _р - густина газу, кг / м ³ ц.р.; беруть r _р = 1,29 кг / м ^3;

_г , t _ж – температура газа жидкости, ⁰ С; принимают t _ж =18-20 ⁰ С; t _г, t _ж - температура газу рідини, ⁰ С; беруть t _ж = 18-20 ⁰ С;

– скрытая теплота испарения, ккал/кг, принимаем r =540 ккал/кг; r - прихована теплота випаровування, ккал / кг, приймаємо r = 540 ккал / кг;

– влагосодержание газа, кг/м ³ с.г.: d - вологовміст газу, кг / м ³ ц.р.:

_вх =0,5, тогда d _вых =0,409; приймають d _вх = 0,5, тоді d _вих = 0,409;

_вх =0,4, тогда d _вых =0,318; d _вх = 0,4, тоді d _вих = 0,318;

– удельный расход воды на орошение, кг/м ³ . m - питома витрата води на зрошення, кг / м ^3. =1,25 За умовами роботи скрубера Вентурі його приймають від 0,3 до 5,0 кг / м ^3; m = 1,25

вх., вих. - Надрядкові індекси, пов'язані відповідно до параметрів входу і виходу труби Вентурі.

0.24 1,29 _г ^вых )+540 (100 - t _р ^вих) +540 (0,4-0,318) +0,48 (0,4 100-0,318 _г ^вых )≥1 t _р ^вих) ≥ 1 1,25 _г ^вых -18 ^o C ) (T _р ^вих -18 ^o C)

≥ 1,71254 ^o C 116,94 ^o C ≥ 1,71254 ^o C _г ^вых ; t _р ^нових;

_г ^вых =116,94/1.71254=68,2 ^o C t _р ^вих = 116,94 / 1.71254 = 68,2 ^o C

_г ^вых ≤68 ^о С t _р ^вих ≤ 68 ^о С

_г ^вых =68 ⁰ С, при котором d _вых =0,318, кг/м ³ с.г., методом последовательных приближений находим t _г ^вых ; t _г ^вых = t _ж ^вых , так как потерями тепла в окружающую среду через стенки оборудования можно пренебречь. Переймаючись значенням t _р ^вих = 68 ⁰ С, при якому d _вих = 0,318, кг / м ³ ц.р., методом послідовних наближень знаходимо t _р ^нових; t _р ^вих = t _ж ^вих, так як втратами тепла в навколишнє середовище через стінки устаткування можна знехтувати.

2. Обсяг газу при нормальних умовах визначають за формулою:

, М ³ / год (3.2.2)

м / Год

де Q - Обсяг газу на вході в скрубер Вентурі м ³ / год;

=760 мм рт. В - барометричний тиск, B = 760 мм рт. ст.;

Р _р ^вх - розрідження газу перед трубою Вентурі, мм рт. ст. Його приймають в діапазоні 11-13 мм рт. ст.;

3. _вх =400г/м ³ с.г., что соответствует температуре точки росы 72 ⁰ С (33% влаги). Вологовміст на вході в трубу Вентурі одно d _вх = 400г / м ³ ц.р., що відповідає температурі точки роси 72 ⁰ С (33% вологи). Тоді обсяг сухого газу буде дорівнює:

, М ³ / год (3.2.3)

м ³ / год

4.Колічество рідини, що подається на трубу Вентурі:

, Кг / год (3.2.4)

- удельный расход воды на орошение, который принимается от 0,3 до 5 кг/м ³ : де m - питома витрата води на зрошення, який приймається від 0,3 до 5 кг / м ^3:

=1,2 кг/м ³ m = 1,2 кг / м ³

_ж = G _ж = кг / год

5. Різниця вологовмісту на вході в трубу Вентурі та вихід з неї:

= d _вх – d _вых , кг/м ³ с.г. D d = d _вх - d _вих, кг / м ³ ц.р. (3.2.5)

_вх =0,4; d _вых =0.318 кг/м ³ при d _вх = 0,4; d _вих = 0.318 кг / м ³

= 0,4-0,318=0,082 кг/м D d = 0,4-0,318 = 0,082 кг / м ц.р.

6. Кількість сконденсованої вологи:

_ск.вл = G _ск.вл = , Кг / год (3.2.6)

_ск.вл = G _ск.вл = кг / год

7. Обсяг сконденсованої вологи:

, М ³ / год (3.2.7)

м / Год

де - Щільність водяної пари при нормальних умовах, = 0,804 кг / м ^3.

8. Обсяг газу на виході з скрубера при нормальних умовах:

, М ³ / год (3.2.8)

м ³ / год

9. Обсяг газу за умовами виходу з скрубера Вентурі

_г ^вых = Q _р ^вих = , М ³ / год в.г. (3.2.9)

, Кг / м ² (3.2.10)

де - Гідравлічний опір труби Вентурі.

= , Кг / м ² (3.2.11)

де - Енергетичні витрати на очищення 1000 газу. За залежності фракційної ефективності уловлювання від енерговитрат на процес очищення, визначаємо величину = 1,25 кВт/1000 ;

– величина удельного орошения, рассчитанная по температуре и давлению газа на выходе из трубы Вентури, л/м ³ ; m =0,6 л/м ³ ; m - величина питомої зрошення, розрахована по температурі і тиску газу на виході з труби Вентурі, л / м ^3; m = 0,6 л / м ^3;

- Тиск орошающей рідини, кг / м ^2; = 1-3 кг / м ^2.

кг / м ²

кг / м ²

кг / м ²

= м ³ / год в.г.

10. Значення швидкості газу в горловині труби Вентурі:

, М / с (3.2.12)

– ускорение силы тяжести, м/с ² ; g =9,8 м/с ² ; де g - прискорення сили тяжіння, м / с ^2; g = 9,8 м / с ^2;

- Щільність газу при умовах (по температурі і тиску) виходу з труби Вентурі:

, Кг / м ³ (3.2.13)

кг / м ³

– коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Вентури: x _C - коефіцієнт гідравлічного опору сухий труби Вентурі:

x _C = 0,165 +0,034 I _r / d _r - (0,06 +0,028 I _r / d _r) M (3.2.14)

– отношение длинны к диаметру горловины трубы Вентури; I _r / d _r де I _r / d _r - відношення довжини до діаметру горловини труби Вентурі; I _r / d _r =2; -Задається від 0,15 до 3; I _r / d _r = 2;

М - число Маха:

(3.2.15)

– скорость газа в горловине. де Wr - швидкість газу в горловині. =100 м/с. Її ставлять в межах 50 - 120 м / с; Wr = 100 м / с.

= 0,26 м / с

= 0,165+0,034 x _C = 0,165 +0,034 2 (0,06 +0,028 2) 0,2 6 = 0,167

x _Ж - коефіцієнт гідравлічного опору рідини

x _Ж = 0,63 x _C (0,6 10 ^{-3) -0,3} (3.2.16)

x _Ж = 0,63 0,167 (0,6 10 ^{-3) -0,3} = 0,97

м / с

12. _г ^вых площадь сечения горловины равна: При цій швидкості газу в горловині труби Вентурі і Q _г ^вих площа перерізу горловини дорівнює:

, М ² (3.2.17)

м ²

13. Діаметр горловини:

, М (3.2.18)

м

14. За каталогом вибираємо скрубер Вентурі, типу СВ210/120 - 1200 з розрахунковим діаметром горловини 210 мм.

15. Уточнюємо режим роботи скрубера Вентурі:

, М / с (3.2.19)

м / с

Похибка різниці в швидкостях розрахункової і уточненої складає 0.9%, що цілком задовольняє заданій точності.

3.2.1 Конструктивні параметри труби Вентурі

Малюнок 3.2.1-Схема скрубера Вентурі

, М (3.2.1.1)

, М (3.2.1.2)

, М (3.2.1.3)

, М (3.2.1.4)

= , М (3.2.1.5)

, М (3.2.1.6)

Приймаються α ₁ = 20 ^0; α ₂ = 8 ⁰

_г =0,020 м F _г = 0,020 м

= 0,25 м

Так як тип скрубера Вентурі СВ210/120 - 1200 з розрахунковим діаметром горловини 210 мм, то:

= 0,21 м

м

м

Довжина конфузор:

м

Довжина горловини

м

Довжина дифузора

м

4 краплевловлювач

4.1 Теоретична частина

Застосовують різні краплевловлювачі, вибір яких визначають розміром уловлюваних крапель при швидкості 120м / с. У трубі Вентурі утворюються краплі із середнім розміром 50 мкм. Як краплевловлювачем найбільш часто застосовуються циклони, а також колінні сепаратори, сепаратори з закручуються елементами і розділові ємності. Іноді після труби Вентурі встановлюють порожнисті і насадочні скрубери, пінні апарати та електронні фільтри. Для більш повного очищення використовують двоступінчасті краплевловлювачі (грубої і тонкої очистки). Як краплевловлювачем грубої очищення застосовують розділові ємності, у яких великі краплі, під дією сил гравітації, падають на дно, а потік газу виходить зверху очищеним. Також застосовують колінні сепаратори. Для тонкого очищення використовують циклони (прямоточні циклони НІІОГаза).

Колінні сепаратори представляють собою коліно (поворот потоку на 90 ). Внаслідок інерції великі краплі відкидаються до стінки коліна в нижню його частину, де є ємність для відводу рідини. Для посилення сепарації крапель в коліні, іноді, встановлюють поздовжні лопатки. Колінні сепаратори відносяться до краплевловлювача грубої очистки, вони компактніші, ніж розділові ємності.

Компактністю відрізняються також відцентрові краплевловлювачі з лопатковим завихрювачем циліндричної або конічної форми. Відцентрові краплевловлювачі встановлюють, безпосередньо, після труби Вентурі. Газорідинний потік входить знизу через вузьке перетин конуса, закручується за допомогою лопаток. Виходячи з конуса, під дією відцентрових сил, крапельки, відкидаються до стінок у вигляді плівки рідини, стікають до збірки, звідки через штуцер видаляються. Очищений газ виходить зверху. Відцентрові краплевловлювачі забезпечують уловлювання крапель діаметром більше 10 мкм до 99%. Швидкості руху газу в сепараторах досягає 15м / с. При уловлюванні крапель суспензії і розчинів міжлопатевих канали забиваються. Тому ефективно використовувати краплевловлювачі з кількома секціями по висоті. Причому, число лопаток у завихрювача збільшується з верху в низ.

4.2 Визначення основних конструктивних параметрів краплевловлювача

Конструктивні параметри краплевловлювача можна визначити, користуючись розрахунковою схемою (рисунок 4.2.)

Малюнок 4.2.1-Розрахункова схема краплевловлювача:

1-вхідний патрубок; 2-вихідний патрубок; - Висота краплевловлювача; а, в - габарити вхідного патрубка; с - відстань від вихідного патрубка до кришки краплевловлювача.

1. Швидкість газу в краплевловлювач рекомендується приймати 4.5 - 5.5 м / с; приймаємо швидкість дорівнює 5 м / с.

2. Скориставшись формулою:

, М ³ / год (4.2.1)

знаходять діаметр краплевловлювача, м:

, М (4.2.2)

м

=1200 мм=1,2 м. Приймаються d _k = 1200 мм = 1,2 м.

3. Висота краплевловлювача

_к =1,5 ´ d _к , м (4.2.3) h _к = 1,5 'd _к, м (4.2.3)

_к =1,5 ´ 1,2=1,8 м h _к = 1,5 '1,2 = 1,8 м

4. З рекомендованого співвідношення висоти вхідного патрубка а до його ширини у рівному а / в = 3, знаходимо ширину вхідного патрубка, рівну діаметру горловини скрубера, тобто а = = 0,378 м. Тоді в = а / 3 = 0,378 / 3 = 0,126 м.

5. З рекомендованого співвідношення площ вихідного і вхідного патрубків = 1,7 знаходимо площа вихідного патрубка:

, М ² (4.2.4)

, М ² (4.2.5)

м ²

Розрахункове співвідношення між вихідним патрубком і верхньою кришкою краплевловлювача, м:

З = 0,1 ' _к (4.2.5) d _до (4.2.5)

З = 0,1 '1,2

ВИСНОВКИ

Необхідно відзначити такі основні джерела забруднення навколишнього середовища, при розгляді АБЗ: димова труба, завантажувальна та розвантажувальна коробки сушильного барабана, місця завантаження, розвантаження, просіювання сухих мінеральних матеріалів, крім цього виділення відпрацьованих газів при роботі автомобільної бази заводу і при згоранні палива, використовуваного в технологічному процесі приготування асфальтобетонної суміші.

Природоохоронні заходи на таких об'єктах мають реалізовуватися при розробці плану виробництва таким чином, щоб зростання виробничих потужностей випуску продукції супроводжувався відповідним зростанням продуктивності очисних споруд, підвищенням якості очищення.

В якості споруди для захисту атмосферного повітря від забруднень, що виділяються АБЗ, використовують апарати сухого та мокрого очищення газів, що відходять та запиленого вентиляційного повітря. До перших відносяться циклони, а до других - скрубери Вентурі в комплексі з краплевловлювача.

У даній розрахункової роботі була розроблена система очищення газів на АБЗ, до якої увійшли група циклонів марки ЦН-11 в прямокутної компонуванні, скрубер Вентурі типу СВ 210/120-1200 з продуктивністю 7-2 тис. м ³ / год в комплексі з краплевловлювачем.

ЛІТЕРАТУРА

1. Охорона навколишнього середовища: Учеб. Для техн. Спец. Вузів / С.В. Бєлов, Ф.А. Барбінов, А.Ф. Козьяков и др. - М.: Вища школоа., 1991

2. Техніка захисту навколишнього середовища. - Родіонов і др.-М.: Хімія, 1989

3. Охорона навколишнього середовища: Учеб. Для техн. Спец. Вузів / С.В. Бєлов, Ф.А. Барбінов, А.Ф. Козьяков и др. - М.: Вища школоа., 1991

4. Техніка захисту навколишнього середовища. - Родіонов і др.-М.: Хімія, 1989

5. Асфальтобетонні та цементобетонні заводи. Довідник В.І. Колишев, П.П. Костін-м: Транспорт, 1982.