На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Расчет циклона СДК-ЦН-33

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 27.09.2012. Сдан: 2012. Страниц: 8. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


     СОДЕРЖАНИЕ 

     Введение………………………………………………………………………..4
     1. Аналитический обзор……………………………………………………….5
           1.1. Классификация  газообразных промышленных выбросов……….5
           1.2. Методы очистки  газов от аэрозолей………………………………6
     2. Технологическая часть…………………………………………………….15
           2.1. Выбор газоочистного  устройства………………………………...15
           2.2. Принцип действия  центробежных пылеуловителей……………16
           2.3. Исходные данные………………………………………………….17
           2.4. Расчет циклона…………………………………………………….17
     3. Природоохранные мероприятия…………………………………………..20
     Заключение……………………………………………………………………24
     Список  использованных источников………………………………………..25
     Приложение…………………………………………………………………...26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ВВЕДЕНИЕ 

     Охрана  воздушной среды от загрязнений  промышленными выбросами, очистка  промышленных выбросов входит в комплекс глобальных проблем охраны природы. Каждый год в атмосферный воздух попадает свыше тысячи тонн промышленной пыли и вредных газообразных веществ.
     Загрязнение атмосферного воздуха выбросами  промышленных предприятий приводит к значительному уменьшению солнечной радиации, снижению видимости, освещенности, к увеличению частоты туманов, что отрицательно сказывается на экологии и здоровье населения. Присутствие в воздухе различных загрязняющих веществ в сочетании с другими факторами окружающей среды вызывает повреждение материалов, конструкций, в частности подвергаются разрушению сооружения, имеющие большую художественную и историческую ценность.
     Без специальных мероприятий по снижению загрязнения воздуха выбросы  могут стать источником серьезного ухудшения экологической обстановки, а расширение производств и постоянный рост объемов транспортных средств только усугубляют сложившуюся обстановку.
     В качестве мероприятий по снижению загрязнения  воздуха применяют абсорбцию  жидкостями, адсорбцию твердыми поглотителями, каталитические, плазмохимические и др. методы очистки. Применение тех или иных методов зависит от физико-химических свойств загрязняющего вещества, его агрегатного состояния, концентрации в очищаемой среде [1]. 
 
 
 
 
 
 

    Аналитический обзор
 
      Классификация газообразных промышленных выбросов
 
    В газообразных промышленных выбросах вредные  примеси можно разделить на две группы:
    а) взвешенные частицы (аэрозоли) твердых  веществ — пыль, дым; жидкостей — туман;
    б) газообразные и парообразные вещества.
    К аэрозолям относятся взвешенные твердые частицы неорганического и органического происхождения, а также взвешенные частицы жидкости (тумана). Пыль – это дисперсная малоустойчивая система, содержащая больше крупных частиц, чем дымы и туманы. Счетная концентрация (число частиц в 1 см3) мала по сравнению с дымами и туманами. Неорганическая пыль в промышленных газовых выбросах образуется при горных разработках, переработке руд, металлов, минеральных солей и удобрений, строительных материалов, карбидов и других неорганических веществ. Промышленная пыль органического происхождения – это, например, угольная, древесная, торфяная, сланцевая, сажа и др. К дымам относятся аэродисперсные системы с малой скоростью осаждения под действием силы тяжести. Дымы образуются при сжигании топлива и его деструктивной переработке, а также в результате химических реакций, например при взаимодействии аммиака и хлороводорода, при окислении паров металлов в электрической дуге и т.д. Размеры частиц в дымах много меньше, чем в пыли и туманах, и составляют от 5 мкм до субмикронных размеров, т.е. менее 0,1 мкм. Туманы состоят из капелек жидкости, образующихся при конденсации паров или распылении жидкости. В промышленных выхлопах туманы образуются главным образом из кислоты: серной, фосфорной и др.
    Вторая  группа – газообразные и парообразные вещества, содержащиеся в промышленных газовых выхлопах, гораздо более многочисленна. К ней относятся кислоты, галогены и галогенопроизводные, газообразные оксиды, альдегиды, кетоны, спирты, углеводороды, амины, нитросоединения, пары металлов, пиридины, меркаптаны и многие другие компоненты газообразных промышленных отходов.
    В настоящее время, когда безотходная  технология находится в периоде  становления и полностью безотходных  предприятий еще нет, основной задачей газоочистки служит доведение содержания токсичных примесей в газовых примесях до предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных санитарными нормами [2]. 

      Методы  очистки газов от аэрозолей
 
    Методы  очистки по их основному принципу можно разделить на механическую очистку, электростатическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуковой коагуляции.
    Механическая  очистка газов включает сухие и мокрые методы. К сухим методам относятся:
    а) гравитационное осаждение;
    б) инерционное и центробежное пылеулавливание;
    в) фильтрация.
    В большинстве промышленных газоочистительных  установок комбинируется несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов весьма многочисленны.
    Гравитационное  осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без изменения направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах (рис. 1). Для уменьшения высоты осаждения частиц в осадительных камерах установлено на расстоянии 40–100 мм множество горизонтальных полок, разбивающих газовый поток на плоские струи. Гравитационное осаждение действенно лишь для крупных частиц диаметром более 50-100 мкм, причем степень очистки составляет не выше 40-50%. Метод пригоден лишь для предварительной, грубой очистки газов.
    

    Рис. 1. Пылеосадительная камера
    Инерционное осаждение основано на стремлении взвешенных частиц сохранять первоначальное направление движения при изменении направления газового потока. Среди инерционных аппаратов наиболее часто применяют жалюзийные пылеуловители с большим числом щелей (рис. 2). Газы обеспыливаются, выходя через щели и меняя при этом направление движения, скорость газа на входе в аппарат составляет 10-15 м/с. Гидравлическое сопротивление аппарата 100 - 400 Па (10 - 40 мм вод. ст.). Частицы пыли с d < 20 мкм в жалюзийных аппаратах не улавливаются. Степень очистки в зависимости от дисперсности частиц составляет 20-70%. Инерционный метод можно применять лишь для грубой очистки газа. Помимо малой эффективности недостаток этого метода – быстрое истирание или забивание щелей.
    

    Рис. 2. Жалюзийный пылеуловитель
    1 – жалюзийная решетка; 2 – очищенные  газы
    Центробежные  методы очистки газов основаны на действии центробежной силы, возникающей при вращении очищаемого газового потока в очистном аппарате или при вращении частей самого аппарата. В качестве центробежных аппаратов пылеочистки применяют циклоны различных типов: батарейные циклоны, вращающиеся пылеуловители (ротоклоны) и др. Циклоны наиболее часто применяют в промышленности для осаждения твердых аэрозолей (рис. 3). Газовый поток подается в цилиндрическую часть циклона тангенциально, описывает спираль по направлению к дну конической части и затем устремляется вверх через турбулизованное ядро потока у оси циклона на выход. Циклоны характеризуются высокой производительностью по газу, простотой устройства, надежностью в работе. Степень очистки от пыли зависит от размеров частиц.
    

    Рис. 3. Циклон
    Для циклонов высокой производительности, в частности батарейных циклонов (производительностью более 20000 м3/ч), степень очистки составляет около 90% при диаметре частиц d > 30 мкм. Для частиц с d = 30?5 мкм степень очистки снижается до 80%, а при d = 2?5 мкм она составляет менее 40%. Диаметр частиц, улавливаемых циклоном на 50%, можно определить по эмпирической формуле:
(1)
     
 

где m – вязкость газа, Па*с; DЦ – диаметр выходного патрубка циклонов, м; NОБ – эффективное число оборотов газа в циклоне; wг – средняя входная скорость газа, м/с; rч, rг – плотность частиц и газа, кг/м3.
Гидравлическое  сопротивление высокопроизводительных циклонов составляет около 1080 Па. Циклоны широко применяют при грубой и средней очистке газа от аэрозолей.
     Другим  типом центробежного пылеуловителя служит ротоклон, состоящий из ротора и вентилятора, помещенного в осадительный кожух. Лопасти вентилятора, вращаясь, направляют пыль в канал, который ведет в приемник пыли.
     Фильтрация основана на прохождении очищаемого газа через различные фильтрующие ткани (хлопок, шерсть, химические волокна, стекловолокно и др.) или через другие фильтрующие материалы (керамика, металлокерамика, пористые перегородки из пластмассы и др.). Наиболее часто для фильтрации применяют специально изготовленные волокнистые материалы — стекловолокно, шерсть или хлопок с асбестом, асбоцеллюлозу. В зависимости от фильтрующего материала различают тканевые фильтры (в том числе рукавные), волокнистые, из зернистых материалов (керамика, металлокерамика, пористые пластмассы). Тканевые фильтры, чаще всего рукавные, применяются при температуре очищаемого газа не выше 60-65°С (рис. 4). В зависимости от гранулометрического состава пылей и начальной запыленности степень очистки составляет 85-99%. Гидравлическое сопротивление фильтра около 1000 Па; расход энергии ~ 1 кВт*ч на 1000 м3 очищаемого газа. Для непрерывной очистки ткани продувают воздушными струями, которые создаются различными устройствами – соплами, расположенными против каждого рукава, движущимися наружными продувочными кольцами и др. Сейчас применяют автоматическое управление рукавными фильтрами с продувкой их импульсами сжатого воздуха.
     Волокнистые фильтры, имеющие поры, равномерно распределенные между тонкими волокнами, работают с высокой эффективностью; степень очистки h = 99,5?99,9 % при скорости фильтруемого газа 0,15-1,0 м/с и DР=500?1000 Па.
     На  фильтрах из стекловолокнистых материалов возможна очистка агрессивных газов при температуре до 275°С. Для тонкой очистки газов при повышенных температурах применяют фильтры из керамики, тонковолокнистой ваты из нержавеющей стали, обладающие высокой прочностью и устойчивостью к переменным нагрузкам; однако их гидравлическое сопротивление велико – 1000 Па.
     Фильтрация  – весьма распространенный прием  тонкой очистки газов. Ее преимущества – сравнительная низкая стоимость  оборудования (за исключением металлокерамических фильтров) и высокая эффективность тонкой очистки. Недостатки фильтрации высокое гидравлическое сопротивление и быстрое забивание фильтрующего материала пылью.
     

     Рис. 4. Рукавный фильтр
     1 – корпус; 2 – встряхивающее устройство; 3 – рукав; 4 – распределительная  решетка
     Мокрая  очистка газов от аэрозолей основана на промывке газа жидкостью (обычной водой) при возможно более развитой поверхности контакта жидкости с частицами аэрозоля и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Этот универсальный метод очистки газов от частиц пыли, дыма и тумана любых размеров является наиболее распространенным приемом заключительной стадии механической очистки, в особенности для газов, подлежащих охлаждению. В аппаратах мокрой очистки применяют различные приемы развития поверхности соприкосновения жидкости и газа.
     Башни с насадкой (насадочные скрубберы) отличаются простотой конструкции и эксплуатации, устойчивостью в работе, малым гидравлическим сопротивлением Р=300D(?800 Па) и сравнительно малым расходом энергии. В насадочном скруббере возможна очистка газов с начальной запыленностью до 5-6 г/м3. Эффективность одной ступени очистки для пылей с d > 5 мкм не превышает 70-80%. Насадка быстро забивается пылью, особенно при высокой начальной запыленности.
     Орошаемые циклоны (центробежные скрубберы) применяют для очистки больших объемов газа. Они имеют сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление – 400-850 Па. Для частиц размером 2-5 мкм степень очистки составляет ~50%. Центробежные скрубберы высокопроизводительны благодаря большой скорости газа; во входном wпатрубке г=18?20 м/с, а в сечении скруббера wг = 4?5 м/с.
     Пенные  аппараты применяют для очистки газа от аэрозолей полидисперсного состава. Интенсивный пенный режим создается на полках аппарата при линейной скорости газа в его полном сечении 1-4 м/с. Пенные газоочистители обладают высокой производительностью по газу и сравнительно небольшим гидравлическим сопротивлением D(Р одной полки около 600 Па). Для частиц с диаметром d >5 мкм эффективность их улавливания на одной полке аппарата 90-99%; при d < 5 мкм h = 75?90%. Для повышения h устанавливают двух- и трехполочные аппараты.
     Скрубберы Вентури - высокоинтенсивные газоочистительные аппараты, но работающие с большим расходом энергии (рис. 5). Скорость газа в сужении трубы (горловине скруббера) составляет 100-200 м/с, а в некоторых установках - до 1200 м/с. При такой скорости очищаемый газ разбивает на мельчайшие капли завесу жидкости, впрыскиваемой по периметру трубы. Это приводит к интенсивному столкновению частиц аэрозоля с каплями и улавливанию частиц под действием сил инерции. Скруббер Вентури - универсальный малогабаритный аппарат, обеспечивающий улавливание тумана на 99-100%, частиц пыли с d = 0,35?0,01 мкм - на 50–85% и частиц пыли с d = 0,5-2 мкм - на 97%. Главный дефект скруббера Вентури — большой расход энергии по преодолению высокого гидравлического сопротивления, которое в зависимости от скорости газа в горловине может составлять 0,002-0,013 МПа. Помимо того, аппарат не отличается надежностью в эксплуатации, управление им сложное.
     

     Рис. 5. Скруббер Вентури
     1 – орошающая форсунка; 2 – труба  Вентури; 3 - каплеуловитель
     Основной  недостаток всех методов мокрой очистки газов от аэрозолей - это образование больших объемов жидких отходов (шлама). Таким образом, если не предусмотрены замкнутая система водооборота и утилизация всех компонентов шлама, то мокрые способы газоочистки по существу только переносят загрязнители из газовых выбросов в сточные воды, т. е. из атмосферы в водоемы.
     Электростатическая  очистка газов служит универсальным средством, пригодным для любых аэрозолей, включая туманы кислот, и при любых размерах частиц. Метод основан на ионизации и зарядке частиц аэрозоля при прохождении газа через электрическое поле высокого напряжения, создаваемое коронирующими электродами. Осаждение частиц происходит на заземленных осадительных электродах. Промышленные электрофильтры состоят из ряда заземленных пластин или труб, через которые пропускается очищаемый газ (рис. 6). Между осадительными электродами подвешены проволочные коронирующие электроды, к которым подводится напряжение 25–100 кВ. При очистке от пыли сухих газов электрофильтры могут работать в широком диапазоне температур (от 20 до 500 °С) и давлений. Их гидравлическое сопротивление невелико – 100-150 Па. Степень очистки от аэрозолей – выше 90, достигая 99,9% на многопольных электрофильтрах при d > 1 мкм. Недостаток этого метода – большие затраты средств на сооружение и содержание очистных установок и значительный расход энергии на создание электрического поля. Расход электроэнергии на электростатическую очистку – 0,1-0,5 кВт на 1000 м3 очищаемого газа.
     

     Рис. 6. Трубчатый электрофильтр
     1 - осадительный электрод; 2 - коронирующий  электрод: 3 - рама; 4 - встряхивающее  устройство; 5 - изолятор.
     Звуковая  и ультразвуковая коагуляция, а также предварительная электризация пока мало применяются в промышленности и находятся в основном в стадии разработки (рис. 7). Они основаны на укрупнении аэрозольных частиц, облегчающем их улавливание традиционными методами. Аппаратура звуковой коагуляции состоит из генератора звука, коагуляционной камеры и осадителя. Звуковые и ультразвуковые методы применимы для агрегирования мелкодисперсных аэрозольных частиц (тумана серной кислоты, сажи) перед их улавливанием другими методами. Начальная концентрация частиц аэрозоля для звуковой коагуляции должна быть не менее 2 г/м3 [3].
     

     Рис. 7. Схема установки промышленной ультразвуковой коагуляции 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. Технологическая часть 

     2.1. Выбор газоочистительного устройства 

     При выборе аппаратов для очистки  газа следует принимать во внимание технико-экономические показатели работы, при определении которых необходимо учитывать степень очистки газа, гидравлическое сопротивление аппарата, расход электроэнергии, пара и воды на очистку, стоимость аппарата и стоимость очистки газа.
     Главными  факторами при выборе аппарата для очистки газов являются размеры улавливаемых частиц и заданная степень очистки газов. Исходя из этих параметров, можно ориентировочно выбирать газоочистительные устройства по данным, приведенным в таблице 1.
     Таблица 1. Выбор типа аппарата в зависимости от типа загрязнения и степени необходимой очистки
Аппарат Размеры частиц, мкм Степень очистки, %
Пылеосадительные  камеры 5 - 20000 40 - 70
Центробежные  пылеосадители 3 - 100 45 - 85
Электрофильтры 0,005 - 10 85 - 99
Гидравлические  пылеуловители 0,01 - 10 85 - 99
Газовые фильтры 2 -10 85 - 99
 
     Приведенные данные дают представление лишь о  порядке соответствующих величин, которые могут изменяться в широких  пределах в зависимости от состояния, состава и свойств поступающего на очистку запыленного газа. Как видно из таблицы, пылеосадительные камеры и центробежные пылеосадители можно применять только для сравнительно грубой очистки газа. При этом следует отдавать предпочтение циклонам как более компактным аппаратам, обеспечивающим относительно высокую степень очистки [4]. 
 
 

     2.2. Принцип действия центробежных пылеосадителей 

     В центробежных пылеосадителях (циклонах) осаждение взвешенных в газовом  потоке частиц происходит в поле центробежных сил.
     Поступающий на очистку газ подводится к центробежному  пылеосадителю по трубопроводу, направленному  по касательной к цилиндрической части аппарата. В результате газ  вращается внутри циклона вокруг выхлопной трубы. Под действием  центробежной силы, возникающей при вращательном движении газа, твердые частицы большей массой отбрасываются от центра к периферии, осаждаются на стенке, а затем через коническую часть удаляются из аппарата. Очищенный газ через выхлопную трубу поступает в производство или выбрасывается в атмосферу.
     С уменьшением радиуса циклона  значительно увеличиваются центробежная сила и скорость осаждения частиц. На основе этой зависимости созданы  конструкции батарейных циклонов, более  эффективных, чем обычные циклоны. Батарейные циклоны состоят из параллельно включенных элементов  малого диаметра (150 - 250 мм). Их применяют в широком диапазоне изменения температур очищаемого газа (до 400° С) при относительно небольшой концентрации взвешенных в нем твердых частиц. Батарейные циклоны имеют прямоугольный корпус и состоят из одной или нескольких секций.
     Общие недостатки центробежных пылеосадителей — недостаточная очистка газа от тонкодисперсной пыли, высокое  гидравлическое сопротивление, а следовательно, и большой расход энергии на очистку газа, быстрое истирание стенок пылью, а также чувствительность аппаратов к колебаниям нагрузки.
     Для расчета основных размеров циклона  принимаются следующие допущения:
     1) частицы пыли имеют форму шара;
     2) траектория движения шаров принимается плоской;
     3) центробежная сила направлена  по радиусу циклона (в действительности  она направлена нормально к  спиралеобразной траектории частицы);
     4) отделение пыли происходит после  удара ее о наружную стенку  циклона. [5]. 

     2.3. Исходные данные 

     Вид пыли: пыль красителей.
     Дисперсный состав пыли:
              Lg sM=0.4,
              dM=8 мкм;
     Количество  очищаемого газа:
              Q=1.3 м2/с;
     Плотность частиц:
              r=1910 кг/м3;
     Вязкость  газа:
              m=22.1*106 H*c/м2. 

     2.4. Расчет циклона 

  Исходя  из дисперсного состава пыли выбираем тип циклона - конический циклон СДК-ЦН-33 со следующими параметрами:
  оптимальная скорость WОПТ =2 м/c;
  дисперсный  состав пыли Lg s=0.364;
  d50=2.31 мкм.
     Диаметр циклона рассчитывается по формуле:
     (2)

где D - диаметр циклона, м; Q - производительность циклона, м3/c; WОПТ - оптимальная скорость, м/c.
      В соответствии с типом циклона  по его диаметру определяем геометрические размеры циклона которые приведены  в долях внутреннего диаметра:
      hТ = 0.535 (481 мм);
      HЦ = 0.535 (481 мм);
      НК = 0.3 (270 мм);
      d = 0.334 (300 мм);
      dl = 0.334 (300 мм);
      a = 0.535 (481 мм);
      ha = 0.25 (225 мм).
      Полученное  значение диаметра округляем до ближайшего типового значения D = 900 мм.
      По  выбранному диаметру циклона определяем действительную скорость газа в циклоне
      (3)
      

где W - действительная скорость газа, м/c; n - число циклонов.
      Для проведения оценки эффективности очистки  газов в циклоне сначала необходимо рассчитать диаметр частиц:
      (4)
      

где - диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50%;  - диаметр частиц, улавливаемых с эффективностью 50% (для типового циклона СДК-ЦН-33 =2.31 мкм); D - диаметр циклона, м; DT - диаметр типового циклона (DT=0.6 м); r - плотность частиц, кг/м3rТ - плотность частиц для типового циклона (rТ = 1930 кг/м3); m - вязкость газа, Н*с/м2; mТ - вязкость газа для типового циклона (mТ = 22.2*10-6 Н*с/м2; W действительная скорость газа, м/с; WТ действительная скорость газа для типового циклона (WТ = 3.5 м/с).
      Далее определяется параметр X:
      (5)
      

где dM и Lg sM - дисперсный состав пыли (см. исходные данные); Lg s -дисперсный состав пыли для данного типа циклона (см. параметры конического циклона СДК-ЦН-33).
      По  значению параметра X определяем значения нормальной функции распределения Ф(X):
      Ф(X)»0.89.
      Теперь  определяем эффективность очистки  газов в циклоне:
      (6)
      

где h - эффективность очистки; Ф(X) - значение нормальной функции распределения параметра [6].
      Чертеж  циклона СДК-ЦН-33-900 представлен в  приложении. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Природоохранные мероприятия 

     Природоохранные мероприятия - это природоохранная  деятельность, направленная на существенное улучшение состояния окружающей природной среды или на создание условий для ее улучшения. Результатом природоохранного мероприятия может быть создание основных фондов природоохранного назначения, либо непосредственное воздействие на состояние окружающей среды.
     Природоохранная деятельность, направленная на решение такой социально-экономической задачи как охрана окружающей среды, является неотъемлемой, но обособленной составной частью хозяйственной деятельности общества.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.