Пояснювальна записка
до курсового проекту на тему: «Розрахунок і проектування циклону для очищення від зернового пилу»
Зміст
Введення
1. Загальна характеристика методів очищення повітря
1.1 «Сухі» механічні пиловловлювачі
1.2 «Сухі» пористі фільтри
1.3 електрофільтри
1.4 Апарати «мокрого» пило-та газоулавліванія
1.5 Циклон ЦН-15У
2. Загальна характеристика виробництва
2.1 Дозрівання і післязбиральної дозрівання зерна
2.2 Сушіння зерна в зерносушарці
2.3 Помел зерна
3. Розрахунок циклону
Висновок
Використана література
Введення
Інтенсивний розвиток господарської діяльності людей, деградація природних екосистем, приводять природу до стану кризи, що загрожує екологічною катастрофою. Тому перед людством постало завдання раціонального природокористування в поєднанні з ефективним зниженням негативного впливу промислового виробництва на біосферу.
Антропогенні впливи на біосферу різноманітні і в останні роки наближаються до критичного допустимого. Серед них особливо негативні впливу на атмосферу:
- Викиди різноманітних антропогенних речовин та інших видів забруднення;
- Викиди тепла, що впливають на нагрівання атмосфери та зміна її радіаційних параметрів, особливо приземних шарів, в яких існують люди, тварини, рослини.
Розумне рішення екологічної проблеми можливе тільки за умови природного поєднання науково-технічного прогресу з багатогранними аспектами захисту біосфери, екосфери, що повинно бути в основі розвитку та створення діючих та нових виробництв та джерел енергії.
Необхідний ряд спеціальних вимог до створення сучасних промислових виробництв:
- Створення теоретичних основ хімічної технології, що забезпечують високий рівень комплексної переробки сировини, що дозволяють досягти високих ступенів хімічних перетворень і глибокого, економічно обгрунтованого вилучення цільових компонентів і шкідливих з отбросних потоків;
- Глибоке і економічне використання високо-і низькопотенційного тепла при спалюванні палива і хімічних перетвореннях;
- Освоєння нових методів і апаратури, які забезпечують створення замкнутих енергетичних циклів;
- Освоєння нових методів і апаратури, які забезпечують створення замкнутих водооборотних циклів;
- Необхідність розробки методів та апаратури для специфічних умов очищення отбросних газових потоків, утилізації, зберігання або знищення рідких і твердих відходів;
- Створення техніки для нових природоохоронних процесів - опріснення стічних вод, гідротермальний синтез природної сировини, проведення процесів у захисних середовищах та ін
Комплексне вирішення екологічних проблем можливе лише при гармонійних взаємовідносинах суспільства, техніки та природи. Екологічно сучасні виробництва, вирішальні завдання раціонального використання і відтворення природних ресурсів, - майбутнє всіх промислових комплексів.
Метою даної курсової роботи є розрахунок і проектування циклону для очищення від зернового пилу в технології виробництва дріжджів.
Для очищення повітря від пилу я вибрав апарат Циклон-ЦН15У, оскільки він володіє наступним рядом переваг:
- Низька вартість;
- Довговічність;
- Незначне ремонтне обслуговування;
- Невелике падіння тиску;
- Коефіцієнт очищення 60-90%.
Їх умовно ділять на три групи:
- Пилеосадітельние камери, принцип роботи яких основа на дії сили тяжіння (гравітаційної сили);
- Інерційні пиловловлювачі, принцип роботи яких заснований на дії сили інерції;
- Циклони, батарейні циклони, що обертаються пиловловлювачі принцип роботи яких заснований на дії відцентрової сили.
Пилеосадітел'ная камера являє собою порожнистий або з горизонтальними полицями у внутрішній порожнині прямокутний короб, у нижній частині якого є отвір або бункер для збору пилу
Швидкість газу в камерах становить 0,2-1,5 м / с, гідравлічний опір 50-150 Па. Пилеосадітельние камери придатні для уловлювання великих часток (розміром не менше 50 мкм). Ступінь очищення газу в камерах не перевищує 40 - 50%.
Перегородки в інерційних пиловловлювачах встановлюють для зміни напрямку руху газів. Газ в інерційний апарат надходить зі швидкістю 5 - 15 м / с. Пилові частки, прагнучи зберегти напрямок руху після зміни напрямку руху потоку газів, осідають в бункері. Ці апарати відрізняються від звичайних пилеосадітельних камер великим опором і високим ступенем очищення газу.
Велика увага при проектуванні пневмотранспортних та інших пристроїв пилеочистки необхідно приділяти вузлам відділення матеріалу від транспортуючого повітря - розвантажувальним й повітряним пристроїв (циклонів, фільтрів тощо).
Перевага віддається відцентровим циклонів, які виконують одночасно і роль пиловловлюючого апарату. Ефективність уловлювання пилу в циклонах підвищується зі зменшенням діаметру корпусу, але при цьому знижується їхня пропускна здатність. Для забезпечення відповідної продуктивності пневмотранспортной установки невеликі циклони групують в батарею, коефіцієнт пиловловлення якої становить 0,76 - 0,85 і дещо підвищується зі збільшенням вхідної швидкості (з 11 до 23 м / с). Використання замість циклонів вихрових пиловловлювачів забезпечує уловлювання частинок пилу розміром 5 - 7 мкм.
Повітря після розвантажувальних пристроїв або циклонів, насичений! ний субмікронними частинками, має спрямовуватися на доочищення в пиловловлювачі, що характеризуються:
ступенем пиловловлення - відношенням кількості пилу затриманої пиловловлювачем, до кількості пилу в очищуваному запиленому повітрі;
опором пиловловлювача, визначальним економічності процесу пиловловлення;
габаритними розмірами і масою, надійністю і простотою обслуговування.
Циклони рекомендується використовувати для попереднього очищення газів і встановлювати перед високоефективними апаратами (наприклад, фільтрами або електрофільтрами) очищення.
Основні елементи циклонів - корпус, вихлопна труба 6, бункер 7. Газ надходить у верхню частину корпусу через вхідний патрубок 5, приварений до корпусу тангенціально. Уловлювання пилу відбувається під дією відцентрової сили, що виникає при русі газу між корпусом і вихлопною трубою. Вловлена пил зсипається в бункер, а очищений газ викидається через вихлопну трубу.
У залежності від продуктивності циклони можна встановлювати по одному (одиночні циклони) або об'єднувати в групи з двох, чотирьох, шести або восьми (групові циклони).
Конструктивною особливістю батарейних циклонів є те, що закручування газового потоку і уловлювання пилу в них забезпечується розміщеними в корпусі апарату циклонними елементами.
1.2 «Сухі» пористі фільтри
Для очищення запилених газів все більшого поширення набуває на останніх щаблях суха очищення рукавними фільтрами. Ступінь очищення газів у них при дотриманні правил техніч-1 чеський експлуатації досягає 99,9%.
Класифікація рукавних фільтрів можлива:
за формою фільтрувальних елементів (рукавні, плоскі, клинові і ін) і наявності в них опорних пристроїв (каркасні, рамні);
місцем розташування вентилятора щодо фільтру;
способу регенерації тканини (зворушує, зі зворотним, з імпульсною продувкою і ін);
наявності і формі корпусу для розміщення тканини - прямокутні, циліндричні, відкриті (безкамерні);
числу секцій в установці (одно-і багатокамерні);
виду використовуваної тканини (наприклад, склотканинні).
В якості фільтрувальних матеріалів застосовують тканини з природних волокон (вовняні, рідко бавовняні), з синтетичних (нітроновие, лавсанові, поліпропіленові та ін), а також склотканини. Найбільш поширені лавсан, терилен, дакрон, нітрон, орлон, оксалон, сульфон. Останні два матеріали представляють полиамидную групу волокон, які мають термостійкістю при 250 - 280 ° С. Для фільтрувальних тканин найбільш характерно саржевое переплетення. Застосовують також неткані матеріали - фетр, виготовлені свойлочіваніем вовни і синтетичних волокон.
Нагнітальний рукавний фільтр працює наступним чином. Повітря під тиском надходить у верхню розподільну коробку, а звідти - в матер'яні вертикальні рукави. Пройшовши через рукави і залишивши на їхній внутрішній поверхні пил, очищене повітря виходить в атмосферу (приміщення). Рухома рама з дротяною сіткою при підйомі і опусканні стискає рукава в поперечному перерізі, завдяки чому пил скидається в мішок і віддаляється гвинтовим конвеєром. Недолік таких фільтрів - незадовільна очищення фільтруючої тканини, в результаті чого значно зростає опір фільтру і знижується його ККД.
Найбільшого поширення набув всмоктуючий рукавний фільтр, рукави якого укладені в герметичний шафа. Підлягає очищенню повітря подається через нижню приймальню коробку в рукави, заглушені зверху, проникає крізь тканину рукавів в шафу, віддаляється з нього через канал. Рукава фільтра очищаються від пилу за допомогою спеціального встряхивающего механізму. Недоліком всмоктувальних фільтрів є значний підсмоктування повітря (10 - 15% обсягу надходить на очищення) через нещільність.
Вітчизняною промисловістю випускаються фільтри рукавні: з імпульсною продувкою (ФРІ), каркасні імпульсні (ФРКІ), заводи-виробники ВАТ «СФ НІІОГАЗ», ЗАТ «Кон-дор-Еко»; циклонні РЦІЕ, РЦІРЕ і РЦІЕК, завод-виробник ВАТ «Дзержінскхіммаш »та інші, наприклад, ФРЦІ-30, фріа-900 за спецзамовленням.
Переважна розвиток отримали ФРКІ. Швидкість фільтрування у них на 20 - 30% вище, ніж у фільтрах з механічною регенерацією і зворотної продувкою. При ефективної регенерації короткими (0,1 - 0,2 с) імпульсами менше зношуються рукави, гідравлічний опір підтримується на рівні 1,0-1,5 кПа.
Фільтри рукавні складаються з корпусу з роздільним рукавної плитою, фільтрувальних елементів, клапанних секцій з роздавальними трубами для забезпечення регенерації рукавів імпульсами стислого повітря. У процесі фільтрації запилений газ проходить через тканину закритих знизу рукавів всередину, виходить через верхній колектор і віддаляється з апарату.
Кожен рукав у фільтрі натягнутий на жорсткий каркас і закріплений на верхній решітці (плиті).
Фільтри можуть бути з входом газу: центральним; бічним; через бункер; з щілинним і з пірамідальними бункерами.
1.3 електрофільтри
Метод електроосадження (уловлювання пилу в електричному полі) полягає в наступному. Частинки пилу (або крапельки вологи) спочатку отримують заряд від іонів газу, які утворюються в електричному полі високої напруги, а потім рухаються до заземленого осадительному електрозарядов. Потрапивши на заземлений уловлювач, частки прилипають і розряджаються. Коли осаджувальної електрод обростає шаром частинок, вони струшуються під впливом вібрації і збираються в бункері. Схема електричного осадження пилу представлена на рис. 1.4.
1.4 Апарати «мокрого» пило-та газоулавліванія
При очищенні газів від частинок пилу і переробці газоподібних відходів успішно застосовують мокре пиловловлення, суху і подальшу мокру очистку.
Розвинена поверхня контакту фаз сприяє збільшенню] ефективності пиловловлювання. У промисловості використовують мокрі пиловловлювачі крапельного, плівкового і барботажного типів. Конструктивно апарати можуть бути порожніми, тарельчатимі, механічного та ударно-інерційного дії, а також швидкісного типу (трубки Вентурі та інші інжектори).
Необхідно прагнути до створення мокрих промивача з мінімальним гідравлічним опором, працездатних при низьких витратах води. Ефективність очищення пилу залежить від розмірів уловлюються частинок і від інших властивостей пилу. Необхідність концентрування системи рідина - тверде тіло з поверненням очищеної води на пиловловлення, накопичення в зрошуваної рідини розчинних компонентів пилу, ускладнює систему мокрого пиловловлювання.
Скрубери (газопромивачі). При об'ємно-рідинному способі потік запиленого газу пропускають через певний обсяг рідини. Для цієї мети використовують пінні пиловловлювачі з провальними тарілками або тарілчасті скрубери, ефективність яких може досягати 90 -95%.
Для очищення або знешкодження газоподібних відходів або технологічних газів з метою вилучення з них супутніх (корисних) газоподібних компонентів широко використовують метод абсорбції. Абсорбція заснована на безпосередній взаємодії газів з рідинами. Виділяють фізичну абсорбцію, засновану на розчиненні газу в рідині, і Хемосорбція, в основі якої лежить хімічна реакція між газом і рідким поглиначем.
Абсорбційної очистки піддають газоподібні відходи, що містять один або кілька видобутих компонентів. Залежно від використовуваного абсорбенту та його селективності можна назвати або один компонент, або послідовно кілька. У результаті абсорбції отримують очищений газ і насичений розчин, який повинен бути легко регенерованого з метою видобування корисних газів і повернення його на стадію абсорбції.
Вимоги, яким повинна задовольняти абсорбційна апаратура, випливають з фізичного представлення явищ масопереносу в системах газ-рідина. Процес масопереносу протікає на поверхні розділу фаз, і в конструкціях апаратів необхідно її максимально розвивати. [2].
1.5 Циклон ЦН-15У
2. Загальна характеристика виробництва борошна
Зерно - найважливіший продукт сільського господарства. Воно служить основним джерелом харчування людини, кормовою базою продуктивного тваринництва і сировиною для технічного виробництва. Зернові продукти є основними продуктами харчування в силу притаманних їм характерних властивостей: здатності синтезувати велику кількість сухих речовин (близько 85% всієї маси), зберігатися в звичайних умовах протягом кількох років без істотної зміни властивостей, високою транспортабельності. За кількістю поживних речовин (білки, вуглеводи, мінеральні речовини і вітаміни групи В) продукти переробки зерна (борошно, крупа, хліб, макаронні вироби) складають близько 1 / 3 раціону харчування людини, забезпечуючи понад половину енергетичної цінності добового раціону.
2.1 Дозрівання і післязбиральної дозрівання зерна
Сутність процесу дозрівання зерна полягає в тому, що розчинні у воді низькомолекулярні речовини, що утворилися в зеленому листі і стеблах, переміщуються в зерно. Цукру, що знаходилися в зерні на його ранніх стадіях дозрівання, перетворюються на крохмаль і геміцеллюлозу, з вільних амінокислот синтезуються білки, йде формування клейковини. Свіже прибране зерно має знижені насіннєві та технологічні якості. Повна фізіологічна зрілість зерна, при якій воно відрізняється найвищою схожістю та енергією проростання, настає через деякий час у процесі його зберігання. Цей період називається періодом послеуборочного дозрівання. Зерно найбільш швидко дозріває при низькій вологості, температурі 15-30С ° і вище та вільний припливі повітря до насіння. Кисень не тільки прискорює цей процес, але і веде до видалення діоксиду азоту утворюється при диханні зерна і уповільнює цю стадію.
2.2 Сушіння зерна в зерносушарці
При несприятливих умовах зберігання процес послеуборочного дозрівання пшениці вимагає 1-1,5 місяців, а при штучній сушці його можна скоротити до 2-3 тижнів. Для прискорення процесу дозрівання застосовують зерносушильні апарати.
до курсового проекту на тему: «Розрахунок і проектування циклону для очищення від зернового пилу»
Зміст
Введення
1. Загальна характеристика методів очищення повітря
1.1 «Сухі» механічні пиловловлювачі
1.2 «Сухі» пористі фільтри
1.3 електрофільтри
1.4 Апарати «мокрого» пило-та газоулавліванія
1.5 Циклон ЦН-15У
2. Загальна характеристика виробництва
2.1 Дозрівання і післязбиральної дозрівання зерна
2.2 Сушіння зерна в зерносушарці
2.3 Помел зерна
3. Розрахунок циклону
Висновок
Використана література
Введення
Інтенсивний розвиток господарської діяльності людей, деградація природних екосистем, приводять природу до стану кризи, що загрожує екологічною катастрофою. Тому перед людством постало завдання раціонального природокористування в поєднанні з ефективним зниженням негативного впливу промислового виробництва на біосферу.
Антропогенні впливи на біосферу різноманітні і в останні роки наближаються до критичного допустимого. Серед них особливо негативні впливу на атмосферу:
- Викиди різноманітних антропогенних речовин та інших видів забруднення;
- Викиди тепла, що впливають на нагрівання атмосфери та зміна її радіаційних параметрів, особливо приземних шарів, в яких існують люди, тварини, рослини.
Розумне рішення екологічної проблеми можливе тільки за умови природного поєднання науково-технічного прогресу з багатогранними аспектами захисту біосфери, екосфери, що повинно бути в основі розвитку та створення діючих та нових виробництв та джерел енергії.
Необхідний ряд спеціальних вимог до створення сучасних промислових виробництв:
- Створення теоретичних основ хімічної технології, що забезпечують високий рівень комплексної переробки сировини, що дозволяють досягти високих ступенів хімічних перетворень і глибокого, економічно обгрунтованого вилучення цільових компонентів і шкідливих з отбросних потоків;
- Глибоке і економічне використання високо-і низькопотенційного тепла при спалюванні палива і хімічних перетвореннях;
- Освоєння нових методів і апаратури, які забезпечують створення замкнутих енергетичних циклів;
- Освоєння нових методів і апаратури, які забезпечують створення замкнутих водооборотних циклів;
- Необхідність розробки методів та апаратури для специфічних умов очищення отбросних газових потоків, утилізації, зберігання або знищення рідких і твердих відходів;
- Створення техніки для нових природоохоронних процесів - опріснення стічних вод, гідротермальний синтез природної сировини, проведення процесів у захисних середовищах та ін
Комплексне вирішення екологічних проблем можливе лише при гармонійних взаємовідносинах суспільства, техніки та природи. Екологічно сучасні виробництва, вирішальні завдання раціонального використання і відтворення природних ресурсів, - майбутнє всіх промислових комплексів.
Метою даної курсової роботи є розрахунок і проектування циклону для очищення від зернового пилу в технології виробництва дріжджів.
Для очищення повітря від пилу я вибрав апарат Циклон-ЦН15У, оскільки він володіє наступним рядом переваг:
- Низька вартість;
- Довговічність;
- Незначне ремонтне обслуговування;
- Невелике падіння тиску;
- Коефіцієнт очищення 60-90%.
1. Загальна характеристика методів очищення повітря
1.1 «Сухі» механічні пиловловлювачі Їх умовно ділять на три групи:
- Пилеосадітельние камери, принцип роботи яких основа на дії сили тяжіння (гравітаційної сили);
- Інерційні пиловловлювачі, принцип роботи яких заснований на дії сили інерції;
- Циклони, батарейні циклони, що обертаються пиловловлювачі принцип роботи яких заснований на дії відцентрової сили.
Пилеосадітел'ная камера являє собою порожнистий або з горизонтальними полицями у внутрішній порожнині прямокутний короб, у нижній частині якого є отвір або бункер для збору пилу
Швидкість газу в камерах становить 0,2-1,5 м / с, гідравлічний опір 50-150 Па. Пилеосадітельние камери придатні для уловлювання великих часток (розміром не менше 50 мкм). Ступінь очищення газу в камерах не перевищує 40 - 50%.
Перегородки в інерційних пиловловлювачах встановлюють для зміни напрямку руху газів. Газ в інерційний апарат надходить зі швидкістю 5 - 15 м / с. Пилові частки, прагнучи зберегти напрямок руху після зміни напрямку руху потоку газів, осідають в бункері. Ці апарати відрізняються від звичайних пилеосадітельних камер великим опором і високим ступенем очищення газу.
Велика увага при проектуванні пневмотранспортних та інших пристроїв пилеочистки необхідно приділяти вузлам відділення матеріалу від транспортуючого повітря - розвантажувальним й повітряним пристроїв (циклонів, фільтрів тощо).
Перевага віддається відцентровим циклонів, які виконують одночасно і роль пиловловлюючого апарату. Ефективність уловлювання пилу в циклонах підвищується зі зменшенням діаметру корпусу, але при цьому знижується їхня пропускна здатність. Для забезпечення відповідної продуктивності пневмотранспортной установки невеликі циклони групують в батарею, коефіцієнт пиловловлення якої становить 0,76 - 0,85 і дещо підвищується зі збільшенням вхідної швидкості (з 11 до 23 м / с). Використання замість циклонів вихрових пиловловлювачів забезпечує уловлювання частинок пилу розміром 5 - 7 мкм.
Повітря після розвантажувальних пристроїв або циклонів, насичений! ний субмікронними частинками, має спрямовуватися на доочищення в пиловловлювачі, що характеризуються:
ступенем пиловловлення - відношенням кількості пилу затриманої пиловловлювачем, до кількості пилу в очищуваному запиленому повітрі;
опором пиловловлювача, визначальним економічності процесу пиловловлення;
габаритними розмірами і масою, надійністю і простотою обслуговування.
Циклони рекомендується використовувати для попереднього очищення газів і встановлювати перед високоефективними апаратами (наприклад, фільтрами або електрофільтрами) очищення.
Основні елементи циклонів - корпус, вихлопна труба 6, бункер 7. Газ надходить у верхню частину корпусу через вхідний патрубок 5, приварений до корпусу тангенціально. Уловлювання пилу відбувається під дією відцентрової сили, що виникає при русі газу між корпусом і вихлопною трубою. Вловлена пил зсипається в бункер, а очищений газ викидається через вихлопну трубу.
У залежності від продуктивності циклони можна встановлювати по одному (одиночні циклони) або об'єднувати в групи з двох, чотирьох, шести або восьми (групові циклони).
Конструктивною особливістю батарейних циклонів є те, що закручування газового потоку і уловлювання пилу в них забезпечується розміщеними в корпусі апарату циклонними елементами.
1.2 «Сухі» пористі фільтри
Для очищення запилених газів все більшого поширення набуває на останніх щаблях суха очищення рукавними фільтрами. Ступінь очищення газів у них при дотриманні правил техніч-1 чеський експлуатації досягає 99,9%.
Класифікація рукавних фільтрів можлива:
за формою фільтрувальних елементів (рукавні, плоскі, клинові і ін) і наявності в них опорних пристроїв (каркасні, рамні);
місцем розташування вентилятора щодо фільтру;
способу регенерації тканини (зворушує, зі зворотним, з імпульсною продувкою і ін);
наявності і формі корпусу для розміщення тканини - прямокутні, циліндричні, відкриті (безкамерні);
числу секцій в установці (одно-і багатокамерні);
виду використовуваної тканини (наприклад, склотканинні).
В якості фільтрувальних матеріалів застосовують тканини з природних волокон (вовняні, рідко бавовняні), з синтетичних (нітроновие, лавсанові, поліпропіленові та ін), а також склотканини. Найбільш поширені лавсан, терилен, дакрон, нітрон, орлон, оксалон, сульфон. Останні два матеріали представляють полиамидную групу волокон, які мають термостійкістю при 250 - 280 ° С. Для фільтрувальних тканин найбільш характерно саржевое переплетення. Застосовують також неткані матеріали - фетр, виготовлені свойлочіваніем вовни і синтетичних волокон.
Нагнітальний рукавний фільтр працює наступним чином. Повітря під тиском надходить у верхню розподільну коробку, а звідти - в матер'яні вертикальні рукави. Пройшовши через рукави і залишивши на їхній внутрішній поверхні пил, очищене повітря виходить в атмосферу (приміщення). Рухома рама з дротяною сіткою при підйомі і опусканні стискає рукава в поперечному перерізі, завдяки чому пил скидається в мішок і віддаляється гвинтовим конвеєром. Недолік таких фільтрів - незадовільна очищення фільтруючої тканини, в результаті чого значно зростає опір фільтру і знижується його ККД.
Найбільшого поширення набув всмоктуючий рукавний фільтр, рукави якого укладені в герметичний шафа. Підлягає очищенню повітря подається через нижню приймальню коробку в рукави, заглушені зверху, проникає крізь тканину рукавів в шафу, віддаляється з нього через канал. Рукава фільтра очищаються від пилу за допомогою спеціального встряхивающего механізму. Недоліком всмоктувальних фільтрів є значний підсмоктування повітря (10 - 15% обсягу надходить на очищення) через нещільність.
Вітчизняною промисловістю випускаються фільтри рукавні: з імпульсною продувкою (ФРІ), каркасні імпульсні (ФРКІ), заводи-виробники ВАТ «СФ НІІОГАЗ», ЗАТ «Кон-дор-Еко»; циклонні РЦІЕ, РЦІРЕ і РЦІЕК, завод-виробник ВАТ «Дзержінскхіммаш »та інші, наприклад, ФРЦІ-30, фріа-900 за спецзамовленням.
Переважна розвиток отримали ФРКІ. Швидкість фільтрування у них на 20 - 30% вище, ніж у фільтрах з механічною регенерацією і зворотної продувкою. При ефективної регенерації короткими (0,1 - 0,2 с) імпульсами менше зношуються рукави, гідравлічний опір підтримується на рівні 1,0-1,5 кПа.
Фільтри рукавні складаються з корпусу з роздільним рукавної плитою, фільтрувальних елементів, клапанних секцій з роздавальними трубами для забезпечення регенерації рукавів імпульсами стислого повітря. У процесі фільтрації запилений газ проходить через тканину закритих знизу рукавів всередину, виходить через верхній колектор і віддаляється з апарату.
Кожен рукав у фільтрі натягнутий на жорсткий каркас і закріплений на верхній решітці (плиті).
Фільтри можуть бути з входом газу: центральним; бічним; через бункер; з щілинним і з пірамідальними бункерами.
1.3 електрофільтри
Метод електроосадження (уловлювання пилу в електричному полі) полягає в наступному. Частинки пилу (або крапельки вологи) спочатку отримують заряд від іонів газу, які утворюються в електричному полі високої напруги, а потім рухаються до заземленого осадительному електрозарядов. Потрапивши на заземлений уловлювач, частки прилипають і розряджаються. Коли осаджувальної електрод обростає шаром частинок, вони струшуються під впливом вібрації і збираються в бункері. Схема електричного осадження пилу представлена на рис. 1.4.
1.4 Апарати «мокрого» пило-та газоулавліванія
При очищенні газів від частинок пилу і переробці газоподібних відходів успішно застосовують мокре пиловловлення, суху і подальшу мокру очистку.
Розвинена поверхня контакту фаз сприяє збільшенню] ефективності пиловловлювання. У промисловості використовують мокрі пиловловлювачі крапельного, плівкового і барботажного типів. Конструктивно апарати можуть бути порожніми, тарельчатимі, механічного та ударно-інерційного дії, а також швидкісного типу (трубки Вентурі та інші інжектори).
Необхідно прагнути до створення мокрих промивача з мінімальним гідравлічним опором, працездатних при низьких витратах води. Ефективність очищення пилу залежить від розмірів уловлюються частинок і від інших властивостей пилу. Необхідність концентрування системи рідина - тверде тіло з поверненням очищеної води на пиловловлення, накопичення в зрошуваної рідини розчинних компонентів пилу, ускладнює систему мокрого пиловловлювання.
Скрубери (газопромивачі). При об'ємно-рідинному способі потік запиленого газу пропускають через певний обсяг рідини. Для цієї мети використовують пінні пиловловлювачі з провальними тарілками або тарілчасті скрубери, ефективність яких може досягати 90 -95%.
Для очищення або знешкодження газоподібних відходів або технологічних газів з метою вилучення з них супутніх (корисних) газоподібних компонентів широко використовують метод абсорбції. Абсорбція заснована на безпосередній взаємодії газів з рідинами. Виділяють фізичну абсорбцію, засновану на розчиненні газу в рідині, і Хемосорбція, в основі якої лежить хімічна реакція між газом і рідким поглиначем.
Абсорбційної очистки піддають газоподібні відходи, що містять один або кілька видобутих компонентів. Залежно від використовуваного абсорбенту та його селективності можна назвати або один компонент, або послідовно кілька. У результаті абсорбції отримують очищений газ і насичений розчин, який повинен бути легко регенерованого з метою видобування корисних газів і повернення його на стадію абсорбції.
Вимоги, яким повинна задовольняти абсорбційна апаратура, випливають з фізичного представлення явищ масопереносу в системах газ-рідина. Процес масопереносу протікає на поверхні розділу фаз, і в конструкціях апаратів необхідно її максимально розвивати. [2].
1.5 Циклон ЦН-15У
Циклони призначені для сухого очищення газів від вибухобезпечний не злипаються пилу. Циклон ЦН застосовують також для очищення повітря в різних галузях промисловості. При використанні циклонів для очищення газу або повітря, що містить абразивний пил, рекомендується передбачати в місцях, що піддаються зносу приварення сталевих додаткових аркушів із зовнішнього боку.
Циклони з діаметром менше 800 мм через підвищений зносу не слід застосовувати для уловлювання абразивного пилу. Циклони встановлюють як на всмоктуючої, так і на нагнітальному боці вентилятора. При абразивного пилу циклони рекомендується ставити перед вентилятором.
Коефіцієнт гідравлічного опору для одиночного циклону, віднесений до швидкості руху повітря в горизонтальному його перетині з урахуванням поправки на запиленість, становить 147. Допустиму запиленість очищуваного газу, г / м 3, для слабосліпающейся пилу слід приймати не більше 1000, а для среднесліпающіхся - не більше 250. температура газу приймається не більше 400 0 С, а максимальний тиск не більше 5кПа. [6].
2. Загальна характеристика виробництва борошна
Зерно - найважливіший продукт сільського господарства. Воно служить основним джерелом харчування людини, кормовою базою продуктивного тваринництва і сировиною для технічного виробництва. Зернові продукти є основними продуктами харчування в силу притаманних їм характерних властивостей: здатності синтезувати велику кількість сухих речовин (близько 85% всієї маси), зберігатися в звичайних умовах протягом кількох років без істотної зміни властивостей, високою транспортабельності. За кількістю поживних речовин (білки, вуглеводи, мінеральні речовини і вітаміни групи В) продукти переробки зерна (борошно, крупа, хліб, макаронні вироби) складають близько 1 / 3 раціону харчування людини, забезпечуючи понад половину енергетичної цінності добового раціону.
2.1 Дозрівання і післязбиральної дозрівання зерна
Сутність процесу дозрівання зерна полягає в тому, що розчинні у воді низькомолекулярні речовини, що утворилися в зеленому листі і стеблах, переміщуються в зерно. Цукру, що знаходилися в зерні на його ранніх стадіях дозрівання, перетворюються на крохмаль і геміцеллюлозу, з вільних амінокислот синтезуються білки, йде формування клейковини. Свіже прибране зерно має знижені насіннєві та технологічні якості. Повна фізіологічна зрілість зерна, при якій воно відрізняється найвищою схожістю та енергією проростання, настає через деякий час у процесі його зберігання. Цей період називається періодом послеуборочного дозрівання. Зерно найбільш швидко дозріває при низькій вологості, температурі 15-30С ° і вище та вільний припливі повітря до насіння. Кисень не тільки прискорює цей процес, але і веде до видалення діоксиду азоту утворюється при диханні зерна і уповільнює цю стадію.
2.2 Сушіння зерна в зерносушарці
При несприятливих умовах зберігання процес послеуборочного дозрівання пшениці вимагає 1-1,5 місяців, а при штучній сушці його можна скоротити до 2-3 тижнів. Для прискорення процесу дозрівання застосовують зерносушильні апарати.
Зерносушильний агрегат ДСП-32-ВІД відкритого типу призначений для сушіння сирого зерна кукурудзи, пшениці, жита, ячменю, вівса, насіння соняшнику та інших зернових культур.
Зерносушильний агрегат такого типу (рис. 2) складається з двох паралельно працюючих шахт 3 висотою 11,57 м. Кожна з них складається з семи секцій по висоті ділиться на три зони: перша зона сушіння висотою 4,95 м розташована на верхній частині шахти; друга зона сушіння висотою 2,85 м знаходиться в середній частині шахти; третя зона є охолоджувальної. Висота однієї секції становить 1,65 м, причому в кожній секції розташовано 8 рядів коробів по 16 в кожному ряду. Шахта по висоті має піногасниками сплавного пристрої та частково захоплюється водою в канал. Домішки з мийної ванни через лійку 8 і патрубок 9 відводяться до збірника. У віджимною колонці під дією відцентрової сили і вихрових потоків повітря вологе зерно притискається до ситової обичайці і піднімається лопатками барабана 19 до випускних патрубках. З віджимною колонки зерно надходить на подальшу обробку.
Технологічна схема підготовки зерна до помелу (див. креслення) може бути скороченою або розгорнутої в залежності від типу зернової культури, її якості, типу помелу і т. д. Для сортового помелу пшениці застосовують розгорнуту схему, яка включає в себе наступні стадії: сушіння зерна в зерносушарці, отлежка зерна на складі, зважування, магнітний контроль, сепарування, виділення мінеральних домішок на камнеотделітельной машині, магнітний контроль, обробку поверхні на оббивальні машинах, гидротермическая обробка зерна (аспіраційна колонка А1-БКА), зволоження і миття зерна, коротка отлежка.
2.3 Помел зерна
Помел зерна складається з двох операцій: власне помелу зерна і просіювання продуктів помелу. Помели можуть бути разовими і повторювальним.
Разовий помел - найбільш простий, при цьому зерно на молоткових дробарках за один прийом повністю подрібнюють на борошно разом з оболонками. Отримана борошно відрізняється низькою якістю, має темний колір, неоднорідна за розміром частинок. Для покращення якості борошна разового помелу з неї шляхом просіювання відбирають деяку кількість великих оболонок (висівок). Разові помели мають обмежене застосування.
Повторювальні помели більш досконалі, зерно подрібнюють на борошно шляхом багаторазового проходження через подрібнюючі машини, при цьому після кожного подрібнення продукт сортують в просівних машинах.
Основним видом подрібнюючого обладнання для цих помолов є вальцьові верстати. Два циліндричних чавунних вальця 2 однакового діаметра розташовані під кутом і обертаються назустріч один одному з різними швидкостями. Поверхня вальців рифлена, зазор між ними встановлюється в залежності від запланованій крупноту помелу. Початкове зерно через приймальню трубу 5 годує механізмом 3 подається на вальці 2. Зерно затримується нижнім вальцем, мають меншу швидкість обертання, сколюється і розтирається рифлей верхнього Швидкообертаюча вальця.
Чутливий елемент сигналізатора рівня 4, шторки-датчики 6 і заслінка 7 служить для регулювання подачі зерна. Поверхня вальців очищується за допомогою щіток 1 і ножів 8. Подрібнене зерно II віддаляється через випускні конуси 9. Для сортування продуктів подрібнення зерна за розміром частинок після кожного вальцьові верстати встановлюється розсівання з набором сит різних розмірів, розташованих один під одним.
3. Розрахунок циклону
7. Прийнявши за таблицею 2.8 два параметри, що характеризують ефективність обраного типу циклону, визначаємо значення параметра d 50 при робочих умовах (діаметр циклону, швидкість потоку, щільність пилу, динамічна в'язкість газу) по рівнянню:
8. Визначаємо параметр Х за формулою:
9. Визначаємо за таблицею 1.11 значення Ф (Х), що представляє собою повний коефіцієнт очищення газу, виражений у частках:
Ф (0,66) = 0,497
10. Фактична ступінь очищення,%:
Для проектування та побудови циклону необхідні геометричні розміри. Для цього використовуємо табл. 1.13 [2] "Співвідношення розмірів (в частках внутрішнього діаметра)":
Внутрішній діаметр вихлопної труби d = 0,3 м;
Внутрішній діаметр пилевипускного отвори d 1 = 0,2 м;
Ширина вхідного патрубка в циклоні (внутрішній розмір) b = 0,1 м;
Ширина вхідного патрубка на вході (внутрішній розмір) b 1 = 0,13 м;
Довжина вхідного патрубка l = 0,3 м;
Діаметр середньої лінії циклону D сер = 0,4 м;
Висота установки фланця h фл = 0,05 м;
Кут нахилу кришки і вхідного патрубка циклону α = 15 °;
Висота вхідного патрубка а = 0,33 м;
Висота вихлопної труби h т = 0,75 м;
Висота циліндричної частини циклона H ц = 0,755 м;
Висота конуса циклону H к = 0,75 м;
Висота зовнішньої частини вихлопної труби h в = 0,15 м;
Загальна висота циклону H = 1,71 м.
Таблиця 1 - Технічна характеристика Циклону ЦН-15-500 × 1УП
Умовне позначення:
Ц-циклон; Н-конструкція НІІОГАЗа; цифри після тире: перша (500) - внутрішній діаметр циліндричної частини циклона (мм), друга (після знаку множення) - кількість циклонів у групі; У - вдосконалений; П - пірамідальна форма бункера.
Висновок
Даний курсовий проект дозволив розширити, систематизувати і закріпити знання, отримані при вивченні методів очищення викидів газів, що відходять. Всі методи очищення відхідних газів від пилу та забруднюючих речовин поділяються на мокрі і сухі. Процес пило-або золоуловлювання в мокрих газоочисних апаратах супроводжується процесами абсорбції та охолодження газів. Багато апаратів цього класу можуть застосовуватися не тільки для очищення газів від пилу і крапель рідини, але і для очищення від газоподібних складових, а також для охолодження газів. До апаратів сухий інерційної очистки газів відносяться пилеосадітельние камери і деякі з найпростіших за конструкцією пило-та золоуловлювачів інерційного дії, жалюзійні апарати, циклони в одиночному і груповому виконанні, прямоточні циклони, батарейні циклони, ротаційні пиловловлювачі, димососи-пиловловлювачі.
У ході роботи були вивчені технології і технологічні схеми переробки зерна на борошно. Також було виявлено факт забруднення виробничого приміщення пилом, причиною якого у технологічній схемі є зерноочисні сепаратори типу ЗСМ. У таких умовах найбільш ефективним способом боротьби з утворюється пилом є - установка очисного обладнання.
Таким чином, була виявлена необхідність установки основного апарату (циклону), оскільки він володіє наступним рядом переваг:
· Низька вартість;
· Незначне ремонтне обслуговування
· Невелике падіння тиску.
У даному курсовому проекті був розрахований і спроектований циклон типу ЦН-15 У, фактичний ступінь очищення, якого склала 82%.
Використана література
1. Довідник з пило-та золоуловлювання / М.І. Біргер, О.Ю. Вальдберг, Б.І. Мягков і ін; під общ.ред. А.А. Русанова. - 2 - ге вид., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1983.
2. Довідник «Основи конструювання та розрахунку технологічного та природоохоронного устаткування» / А.С. Тімонін т.1. - Калуга: Бочкарьова, 2003.
3. Машини та апарати харчових виробництв / Антіпов С.Т., Кретов І.Т. та ін; під редакцією академіка РАСГН В. А. Панфілова. / М.: Вища школа 2001. Том 1.
4. Технологія харчових виробництв / А.П. Нечаєв, І.С. Шуб та ін, під редакцією А.П. Нечаєва. / М.: Колос 2005.
5. Технологія борошна, технологія крупи / В.І. Єгоров. - Видавництво Колос, 2005.
6. Підйомно-транспортні машини зернопереробних підприємств / Ф.Г. Зуєв, 1985
Зерносушильний агрегат такого типу (рис. 2) складається з двох паралельно працюючих шахт 3 висотою 11,57 м. Кожна з них складається з семи секцій по висоті ділиться на три зони: перша зона сушіння висотою 4,95 м розташована на верхній частині шахти; друга зона сушіння висотою 2,85 м знаходиться в середній частині шахти; третя зона є охолоджувальної. Висота однієї секції становить 1,65 м, причому в кожній секції розташовано 8 рядів коробів по 16 в кожному ряду. Шахта по висоті має піногасниками сплавного пристрої та частково захоплюється водою в канал. Домішки з мийної ванни через лійку 8 і патрубок 9 відводяться до збірника. У віджимною колонці під дією відцентрової сили і вихрових потоків повітря вологе зерно притискається до ситової обичайці і піднімається лопатками барабана 19 до випускних патрубках. З віджимною колонки зерно надходить на подальшу обробку.
Технологічна схема підготовки зерна до помелу (див. креслення) може бути скороченою або розгорнутої в залежності від типу зернової культури, її якості, типу помелу і т. д. Для сортового помелу пшениці застосовують розгорнуту схему, яка включає в себе наступні стадії: сушіння зерна в зерносушарці, отлежка зерна на складі, зважування, магнітний контроль, сепарування, виділення мінеральних домішок на камнеотделітельной машині, магнітний контроль, обробку поверхні на оббивальні машинах, гидротермическая обробка зерна (аспіраційна колонка А1-БКА), зволоження і миття зерна, коротка отлежка.
2.3 Помел зерна
Помел зерна складається з двох операцій: власне помелу зерна і просіювання продуктів помелу. Помели можуть бути разовими і повторювальним.
Разовий помел - найбільш простий, при цьому зерно на молоткових дробарках за один прийом повністю подрібнюють на борошно разом з оболонками. Отримана борошно відрізняється низькою якістю, має темний колір, неоднорідна за розміром частинок. Для покращення якості борошна разового помелу з неї шляхом просіювання відбирають деяку кількість великих оболонок (висівок). Разові помели мають обмежене застосування.
Повторювальні помели більш досконалі, зерно подрібнюють на борошно шляхом багаторазового проходження через подрібнюючі машини, при цьому після кожного подрібнення продукт сортують в просівних машинах.
Основним видом подрібнюючого обладнання для цих помолов є вальцьові верстати. Два циліндричних чавунних вальця 2 однакового діаметра розташовані під кутом і обертаються назустріч один одному з різними швидкостями. Поверхня вальців рифлена, зазор між ними встановлюється в залежності від запланованій крупноту помелу. Початкове зерно через приймальню трубу 5 годує механізмом 3 подається на вальці 2. Зерно затримується нижнім вальцем, мають меншу швидкість обертання, сколюється і розтирається рифлей верхнього Швидкообертаюча вальця.
Чутливий елемент сигналізатора рівня 4, шторки-датчики 6 і заслінка 7 служить для регулювання подачі зерна. Поверхня вальців очищується за допомогою щіток 1 і ножів 8. Подрібнене зерно II віддаляється через випускні конуси 9. Для сортування продуктів подрібнення зерна за розміром частинок після кожного вальцьові верстати встановлюється розсівання з набором сит різних розмірів, розташованих один під одним.
3. Розрахунок циклону
Вихідні дані (пил зернова):
1) кількість очищуваного газу за робочих умов Q р = 3800 м 3 / ч = = 1,05 м 3 / с;
2) щільність газу за робочих умов ρ р = 1,3 кг / м 3;
3) динамічна в'язкість газу при робочій температурі μ t = 22,2 * 10 -6 Па · с;
4) дисперсний склад пилу, що задається двома параметрами d m = 5 мкм і lg σ ч = 0,283;
5) запиленість газу З вх = 10 г / м 3;
6) щільність частинок ρ год = 1100 кг / м 3;
7) необхідна ефективність очищення газу η = 80%.
Розрахунок циклонів проводиться методом послідовних наближень у наступному порядку:
1. Поставивши собі за типом циклону (ЦН-15У), за таблицею 2.8 [1] визначаємо оптимальну швидкість газу в апараті ω опт = 3,5 м / с.
2. Визначаємо необхідну площу перерізу циклону, м 2:
3. Визначаємо діаметр циклону, задаючись кількістю циклонів N = 1, м:
Діаметр циклону округляємо до значення, зазначеного в таблиці 2.2 [1].
У даному випадку D = 0,5 м.
4. Обчислюємо дійсну швидкість газу в циклоні, м / с:
Швидкість газу в циклоні не повинна відхилятися від оптимальної більш ніж на 15%.
У даному випадку відхилення складає 6%, що допустимо.
До 1 - поправочний коефіцієнт на діаметр циклону, що визначається за таблицею 2.11:
До 1 = 1;
К 2 - поправочний коефіцієнт на запиленість газу, що визначається за таблицею 2.12:
К 2 = 0,92;
До 3 - коефіцієнт, що враховує додаткові втрати тиску, що визначається за таблицею 2.13:
До 3 = 35
7. Прийнявши за таблицею 2.8 два параметри, що характеризують ефективність обраного типу циклону, визначаємо значення параметра d 50 при робочих умовах (діаметр циклону, швидкість потоку, щільність пилу, динамічна в'язкість газу) по рівнянню:
8. Визначаємо параметр Х за формулою:
9. Визначаємо за таблицею 1.11 значення Ф (Х), що представляє собою повний коефіцієнт очищення газу, виражений у частках:
Ф (0,66) = 0,497
10. Фактична ступінь очищення,%:
Для проектування та побудови циклону необхідні геометричні розміри. Для цього використовуємо табл. 1.13 [2] "Співвідношення розмірів (в частках внутрішнього діаметра)":
Внутрішній діаметр вихлопної труби d = 0,3 м;
Внутрішній діаметр пилевипускного отвори d 1 = 0,2 м;
Ширина вхідного патрубка в циклоні (внутрішній розмір) b = 0,1 м;
Ширина вхідного патрубка на вході (внутрішній розмір) b 1 = 0,13 м;
Довжина вхідного патрубка l = 0,3 м;
Діаметр середньої лінії циклону D сер = 0,4 м;
Висота установки фланця h фл = 0,05 м;
Кут нахилу кришки і вхідного патрубка циклону α = 15 °;
Висота вхідного патрубка а = 0,33 м;
Висота вихлопної труби h т = 0,75 м;
Висота циліндричної частини циклона H ц = 0,755 м;
Висота конуса циклону H к = 0,75 м;
Висота зовнішньої частини вихлопної труби h в = 0,15 м;
Загальна висота циклону H = 1,71 м.
Таблиця 1 - Технічна характеристика Циклону ЦН-15-500 × 1УП
| Типорозмір циклону | Площа перетину циліндричної частини корпусу (групи корпусів), м 2 | Продуктивність, м 3 / год | Робочий об'єм бункера, м 3 | |
| при V = 2,5 м / с | при V = 4 м / с | |||
| ЦН-15-500 × 1УП | 0,196 | 1800 | 2800 | 0,32 |
Ц-циклон; Н-конструкція НІІОГАЗа; цифри після тире: перша (500) - внутрішній діаметр циліндричної частини циклона (мм), друга (після знаку множення) - кількість циклонів у групі; У - вдосконалений; П - пірамідальна форма бункера.
Висновок
Даний курсовий проект дозволив розширити, систематизувати і закріпити знання, отримані при вивченні методів очищення викидів газів, що відходять. Всі методи очищення відхідних газів від пилу та забруднюючих речовин поділяються на мокрі і сухі. Процес пило-або золоуловлювання в мокрих газоочисних апаратах супроводжується процесами абсорбції та охолодження газів. Багато апаратів цього класу можуть застосовуватися не тільки для очищення газів від пилу і крапель рідини, але і для очищення від газоподібних складових, а також для охолодження газів. До апаратів сухий інерційної очистки газів відносяться пилеосадітельние камери і деякі з найпростіших за конструкцією пило-та золоуловлювачів інерційного дії, жалюзійні апарати, циклони в одиночному і груповому виконанні, прямоточні циклони, батарейні циклони, ротаційні пиловловлювачі, димососи-пиловловлювачі.
У ході роботи були вивчені технології і технологічні схеми переробки зерна на борошно. Також було виявлено факт забруднення виробничого приміщення пилом, причиною якого у технологічній схемі є зерноочисні сепаратори типу ЗСМ. У таких умовах найбільш ефективним способом боротьби з утворюється пилом є - установка очисного обладнання.
Таким чином, була виявлена необхідність установки основного апарату (циклону), оскільки він володіє наступним рядом переваг:
· Низька вартість;
· Незначне ремонтне обслуговування
· Невелике падіння тиску.
У даному курсовому проекті був розрахований і спроектований циклон типу ЦН-15 У, фактичний ступінь очищення, якого склала 82%.
Використана література
1. Довідник з пило-та золоуловлювання / М.І. Біргер, О.Ю. Вальдберг, Б.І. Мягков і ін; під общ.ред. А.А. Русанова. - 2 - ге вид., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1983.
2. Довідник «Основи конструювання та розрахунку технологічного та природоохоронного устаткування» / А.С. Тімонін т.1. - Калуга: Бочкарьова, 2003.
3. Машини та апарати харчових виробництв / Антіпов С.Т., Кретов І.Т. та ін; під редакцією академіка РАСГН В. А. Панфілова. / М.: Вища школа 2001. Том 1.
4. Технологія харчових виробництв / А.П. Нечаєв, І.С. Шуб та ін, під редакцією А.П. Нечаєва. / М.: Колос 2005.
5. Технологія борошна, технологія крупи / В.І. Єгоров. - Видавництво Колос, 2005.
6. Підйомно-транспортні машини зернопереробних підприємств / Ф.Г. Зуєв, 1985