Технологический расчет пенного пылеуловителя

По результатам расчета определяют оптимальные значения конструктивных элементов и гидравлических параметров аппарата. Исходными данными для расчета являются:

1. Объемный расход очищаемого газа - L, м³/ч.

2.Температура - t_г,^оС.

3.Начальная концентрация пыли в газе - С_вх, г/м³.

4.Конечная концентрация пыли в газе - С_вых, г/м³.

5.Плотность частиц газа - , кг/м³.

6.Вид пыли.

7.Дисперсионный состав пыли – задается в виде таблицы распределения частиц пыли по крупности.

8.Технологические параметры, обеспечивающие устойчивую работу пылеуловителя, выбираются по таблицам (табл.П.21-П.23 приложения).

 

Рис 2.1 - Пенный пылеуловитель с перфорированной решеткой:

1 – корпус; 2 – оросительное устройство; 3 – тарелка

 

а) б)

Рис.2.2 - Конструкции решеток:

(а) щелевая, (б) дырчатая

 

Технологический расчет проводится в следующей последовательности:

Определяем плотность очищаемого газа при рабочих условиях

, (2.1)

здесь Р_о, Т_о – значения давления и температуры газа, соответственно, для нормальных условий (Р_о = 103300 Па, Т_о = 273 К);

= 1,293 кг/м³ – плотность газа (воздуха) при нормальных условиях;

Р_ап, t_г – фактические значения избыточного давления и температуры в аппарате.

Определяем площадь поперечного сечения аппарата

, (2.2)

где L – объемный расход газов, м³/с;

W_опт – оптимальная скорость газа (выбирается в зависимости от марки и типоразмера аппарата по табл.П.21- табл.П.23 приложения).

Для аппаратов круглого сечения определяется диаметр корпуса пылеуловителя

. (2.3)

По рассчитанному значению диаметра и заданной производительности (табл.П.21-табл.П.23) выбираем количество N и марку аппарата. По стандартному диаметру D_ст рассчитываем фактическую площадь сечения

. (2.4)

Уточняем скорость газа в каждом пылеуловителе

. (2.5)

Определяем расход жидкости на орошение аппарата. Плотность орошения g_ж принимаем по табл.П.21-табл.П.23 приложения

. (2.6)

Площадь свободного сечения решетки рассчитываем по формуле

= 12· . (2.7)

Согласно с рекомендациями [11], диаметр отверстий в решетке должен приниматься равным = 4…8 мм, высота пенного слоя на решетке Н_п = 400…500 мм, плотность орошающей воды в диапазоне рабочих температур можно принять постоянной = 1000 кг/м³.

Расстояние между отверстиями зависит от типа разметки решетки и составляет

- при ромбической симметричной , (2.8)

- при коридорной и квадратной , (2.9)

Общее гидравлическое сопротивление пенного аппарата

= + + + , (2.10)

Гидравлическое сопротивление сухой решетки определяется по формуле

= , (2.11)

где - коэффициент местного сопротивления решетки, определяется по табл.2.1

Табл.2.1 – Технологические характеристики решеток [11]

Вид решетки	Диаметр отверстий , мм		а
Перфорированная	4…6	1,45	4,38
Перфорированная	7…8	1,87	3,97
Трубчатая	Свыше 8	2,67	4,15

 

Гидравлическое сопротивление слоя пены составляет

. (2.12)

Гидравлическое сопротивление корпуса аппарата рассчитывается по формуле Дарси. Принимаем коэффициент гидравлического сопротивления корпуса аппарата без каплеуловителя - = 15, а при наличии жалюзийного каплеуловителя - = 28:

. (2.13)

Дополнительное гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения

- для перфорированной решетки

, (2.14)

- для трубчатой решетки

. (2.15)

Значение коэффициента поверхностного натяжения в зависимости от температуры орошающей воды, принимаем по табл.П.24 приложения.

Рассчитываем удельную величину поверхности раздела фаз, отнесенную на 1 м² решетки

А = . (2.16)

Фракционная эффективность очистки пылегазовых выбросов в пенном скруббере оценивается по формуле

. (2.17)

Общая эффективность очистки газа в пенном аппарате оценивается с учетом задаваемого гранулометрического состава пыли :

(2.18)