Politechnika Wrocławska Rok akademicki 2013/2014
Wydział Inżynierii Środowiska
Kierunek Ochrona Środowiska
Technologie oczyszczania gazów
Projekt
Część A: Odpylanie
Wykonanie:
Zuzanna Chudyk
Nr albumu 191802
Prowadzący:
Dr hab. inż. Anna Musialik-Piotrowska
Spis treści
na wlocie do komory. …...................................................................................................9
4.3 Strumień masy pyłu frakcji <60
4.5 Udział masowy frakcji ziarnowej <60
Obliczenie długości komory bezpółkowej................................................
.......................................................
5.3 Obliczenie liczby przestrzeni międzypółkowej
.........................................................................................
Wymiary zasobnika na pył......................
.................................................................................................
1. Koncepcja technologiczna instalacji
Instalacja odpylająca składa się kolejno z :
- komory osadczej
- filtra tkaninowego
- wentylatora
- komina
Rys 1. Schemat technologiczny instalacji odpylającej
2. Przeliczenie wszystkich parametrów na warunki rzeczywiste
2.1. Temperatura
T
rz
=
t+273
T
rz
=
124+273=397 K
2.2. Stężenie pyłu
Sp
rz
=
Sp
0
⋅
T
0
T
rz
Sp
rz
=
6,7⋅
273
397
=
4,607
g
m
n
3
2.3. Strumień objętości gazów
Vg
o
rz
=
Vg
o
⋅
T
rz
T
0
Vg
o
rz
=
16500⋅
397
273
=
23995 m
n
3
/
h=6,6653 m
n
3
/
s
2.4. Gęstość gazów w warunkach normalnych
ρ
0
=
(
1+x) p
(
0,622+ x) R
w
⋅
T
0
ρ
0
=
(
1+0,045)101300
(
0,622+0,045)461,5⋅273
=
1,2597 kg /m
n
3
2.5. Gęstość gazów w warunkach rzeczywistych
ρ
rz
=
ρ
0
⋅
T
o
T
tz
ρ
rz
=
1,2597⋅
273
397
=
0,8662 kg / m
rz
3
2.6. Dynamiczny współczynnik lepkości
μ
rz
=
μ
0
⋅
T
0
+
C
T
rz
+
C
⋅(
T
rz
T
0
)
1,5
μ
rz
=
17,08⋅10
−
6
⋅
273+112
397+112
⋅(
397
273
)
1,5
=
22,835⋅10
−
6
kg /m⋅s
2.7. Określenie składu granulometrycznego pyłu na wlocie do odpylacza (na podstawie
podanego w temacie udziału masowego skumulowanego)
Nr
frakcji
Rozmiar ziaren,
μ
m
Zakres
Średnia średnica,
μ
m
Główna granica
zakresu,
μ
m
Udział masowy
skumulowany,
A
j
, %
Udział masowy,
a
j
1
< 2
0-2
1
2
4
0,04
2
< 5
2-5
3,5
5
10
0,06
3
< 10
5-10
7,5
10
21
0,11
4
< 20
10-20
15
20
33
0,12
5
< 40
20-40
30
40
49
0,16
6
< 60
40-60
50
60
66
0,17
7
<100
60-100
80
100
75
0,09
8
< 150
100-150
125
150
89
0,14
9
> 150
>150
-
-
100
0,11
Σ =
1
Tabela 1. Skład granulometryczny pyłu na wlocie do odpylacza
3. Obliczanie niezbędnej skuteczności odpylania całej instalacji
η
c
=
U −E
U
- U =S
pw
⋅
V
g
o
,
U =4,607⋅23995=110544,965 g /h=30,707 g / s
- E=S
po
⋅
V
g
o
,
E=0,040⋅23995=959,8 g /h=0,267 g /h
η
c
=
30,707−0,267
30,707
=
0,9913
η
c
=
99,13 %
4. Obliczenia komory osadczej
•
Ziarna mają kształt kulisty
•
Ziarna nie zderzają się ze sobą ani ze ściankami komory
•
Przepływ gazu jest jednorodny i jednakowy w całym przekroju komory
•
Prędkość gazu w przewodach 15-18 (20),
•
Prędkość gazu w komorze osadczej0,5-15,
•
Średnica ziarna granicznego 60 lub 40
4.1. Obliczanie prędkości opadania ziarna granicznego.
u
pg
=
R e⋅μ
rz
d
pg
⋅
ρ
rz
–
przybliżona liczba Reynoldsa R e
pg
dla ziarna granicznego
R e
pg
=
Ar
pg
18+0,61( Ar
pg
)
0,5
, gdzie Ar
pg
=
d
pg
⋅
ρ
rz
⋅(
ρ
p
−
ρ
rz
)⋅
g
μ
rz
2
Ar
pg
=
(
0,6⋅10
−
4
)
3
⋅
0,8662⋅(1990−0,8662)⋅9,81
(
22,835⋅10
−
6
)
2
=
7,0017
R e
pg
=
7,0017
18+0,61(7,0017)
0,5
=
0,357
Ruch laminarny bo Re << 2
R e=
Ar
18
=
7,0017
18
=
0,389
u
pg
=
0,389⋅22,835⋅10
−
6
0,6⋅10
−
4
⋅
0,8662
=
0,1709 m/ s
4.2. Strumień masy pyłu frakcji < 60
μ
m
na wlocie do komory
m
.
wi
=
m
.
w
⋅
a
wi
m
.
w6
=
30,707⋅0,17=5,22 g / s
4.3. Strumień masy pyłu frakcji < 60 μ m zatrzymany w komorze
m
.
zi
=
m
.
wi
⋅
η
i
gdzie:
η
i
=
u
pi
u
pg
Obliczenia u
pi
:
Ar
pg
=
(
0,5⋅10
−
4
)
3
⋅
0,8662⋅(1990−0,8662)⋅9,81
(
22,835⋅10
−
6
)
2
=
4,05
R e
pg
=
4,05
18+0,61(4,05)
0,5
=
0,211
Ruch laminarny bo Re << 2
R e=
4,05
18
=
0,225
u
p6
=
0,225⋅22,835⋅10
−
6
0,5⋅10
−
4
⋅
0,8662
=
0,119 m/ s
η
i
=
0,119
0,1709
=
0,7
m
.
z6
=
m
.
w6
⋅
η
6
=
5,22⋅0,07=0,366 g /s
4.4. Strumień masy pyłu frakcji < 60 μ m na wylocie z komory
m
.
o6
=
m
.
w6
−
m
.
z6
=
5,22−0,366=4,85 g / s
4.5. Udział masowy frakcji ziarnowej < 60 μ m pyłu opuszczającego komorę
a
oi
=
m
.
o6
Σ
m
.
o6
=
4,85
25,724
=
0,1885
4.6. Stężenie pyłu w gazie opuszczającym komorę
S=
m
.
o
V
.
g
=
15,123
23995
=
6,3026⋅10
−
4
g /m
3
=
0,063026 mg /m
3
4.7. Całkowita skuteczność
η
KO
=
Σ
a
wi
⋅
η
i
=
0,1623=16,23
%
Lp.
Rozmia
r ziaren
μ
m
Średnica
średnia
μ
m
Ar
R e
pi
R e
i
u
pi
m/s
η
i
a
wi
η
i
⋅
a
wi
m
.
wi
g/s
m
.
zi
g/s
m
.
oi
g/s
a
oi
1
< 2
1
0,0000324
0,000001800
5
0,0000018
0,0000474744 0,000277791 0,04
0,0000111116 1,22828 0,000341 1,227939 0,081195
2
< 5
3,5
0,001389803 0,000077114 0,000077211
0,000581561 0,003402934
0,06
0,000204176 1,84242
0,00627
1,83615 0,121412
3
< 10
7,5
0,013675177
0,00075673
0,000759732
0,002670435 0,015625717
0,11
0,001718829 3,37777
0,05278
3,32499 0,219859
4
< 20
15
0,109401412
0,006010484 0,006077856
0,01068174
0,062502867
0,12
0,007500344 3,68484 0,230313 3,454527 0,228424
5
< 40
30
0,8752113
0,047128683
0,04862285
0,04272696
0,250011468
0,16
0,040001835 4,91312 1,228336 3,684784 0,24365
6
< 60
50
4,051904166
0,210730569 0,225105787
0,118686
0,6944763
0,17
0,118060971 5,22019 3,625298 1,594892 0,105459
7
<100
80
16,59659946
0,810180093 0,922033303
0,303836159
1
0,09
0,09
2,76363
2,76363
0
0
8
< 150
125
63,31100259
2,770278376 3,517277922
0,741787498
1
0,14
0,14
4,29898
4,29898
0
0
9
> 150
150
109,4014125
4,487286838 6,077856249
1,068173997
1
0,11
0,11
3,37777
3,37777
0
0
suma
1
0,507497266 30,707 15,58372 15,12328
1
Tabela 2. Parametry frakcji pyłu
5. Obliczanie wymiarów komory osadczej.
Rysunek 2 Komora osadcza - rysunek poglądowy
5.1. Obliczanie szerokości i wysokości komory.
B=H =
√
V
.
grz
w
g
gdzie:
V
.
grz
-rzeczywisty strumień objętości gazów m
3
/
s
w
g
- założona prędkość przepływu gazu przez komorę
m/ s
. Przyjęto 1,2
m/ s
B=H =
√
6,6653
1,2
=
2,356 m
5.2. Obliczanie długości komory bez półek
L=
H⋅w
g
u
pg
L=
2,356⋅1,2
0,1709
=
16,543 m
5.3. Obliczanie przestrzeni pomiędzy półkami:
n=
L
H
=
16,543
2,356
=
7,022
teoretyczna liczba półek (n-1)= 6,022
przyjęto liczbę półek: 6
5.4. Obliczanie wysokości przestrzeni między półkowej
h=
H
n
h=
H
n
=
2,356
7,022
=
0,336 m
5.5. Wyznaczanie skorygowanych rzeczywistych wymiarów komory:
- długość rzeczywista:
L
rz
=(
1,1−1,15)
L
n
przyjęto: 1,1
L
rz
=
1,1⋅L
n
=
1,1⋅16,543
7,022
=
2,591 m
–
wysokość rzeczywista:
H
rz
=
H +(n−1)⋅0,002
przyjęto grubość blachy: 2mm
H
rz
=
2,356+(7,022−1)⋅0,002=2,368 m
B
rz
=
B+4z
przyjęto szerkość przestrzeni zsypowej (z): 50mm
B
rz
=
2,356+4⋅0,05=2,556 m
B> 1200mm
przyjęto 2 rzędy półek.
Rys 3 Wymiary komory osadczej z półkami
5.6. Dyfuzor i konfuzor
–
kąt rozwarcia w płaszczyźnie poziomej 45°C
–
prędkość gazu na wlocie do dyfuzora w
g
=
15−18(20)
m
s . Przyjęto
17
m
s .
Rys 4. Rozmiary dyfuzora
A
d
=
V
g
w
gpow
=
6,6653
17
=
0,3921 m
3
b
d
=
√
A
d
=
√
0,3921=0,6262 m
–
przyjęto wymiar przewodu prostoktnego 600mm x 600mm
A
drz
=
0,6⋅0,6=0,36 m
2
w
gporz
=
V
g
A
drz
=
6,6653
0,36
=
18,515
m
s
l=
0,5⋅b
d
tg22,5
=
0,6 /2
0,4242
=
0,742 m
0,5b
d
l
=
0,5 B
rz
L
L=
0,5 B
rz
⋅
l
0,5b
d
=
3,058 m
l
d
=
L−l=3,058−0,742=2,316 m
Przjęto konfuzor o takich samych parametrach
5.7. Wymiary zasobnika na pył
Założenia:
- wymiary górnych krawędzi zasobnika L
rz
x B
rz
- kąt nachylenia ścian względem poziomu γ ≥60
o
•
Obliczenie wymiarów zasobnika na pył według dłuższego boku komory odpylania
B
rz
=
2559mm
L
rz
=
2591mm
B
rz
<
L
rz
•
Ze wzoru na wysokość trójkąta równobocznego została obliczona wysokość H
H =
L
rz
⋅
√
3
2
=
2591⋅
√
3
2
=
2244 mm
h=
200⋅
√
3
2
=
173 mm
Przyjęto wymiary dozownika celkowego 200mm x 200mm.
Przyjęto dozownik celkowy firmy KOWENT Końskie.SA B200
Rys 5. Dozownik celkowy- rysunek poglądowy
Objętość czynną liczymy odejmując 500 mm od góry zasobnika.
Wymiary X1 oraz X2, czyli wymiary niezbędne do obliczenia V
zas
wyliczone zostały z Twierdzenia
Talesa.
x
1
=
L
rz
⋅(
H −500)
H
=
2591⋅(2244−500)
2244
=
2014 mm
x
2
=
B
rz
⋅(
H −500)
H
=
2559⋅(2244−500)
2244
=
1989 mm
•
Objętość czynna zasobnika
V
zas
=
1
3
⋅(
x
1
⋅
x
2
⋅(
H −500)−200⋅200⋅h)
V
zas
=
1
3
⋅(
2014⋅1989⋅(2244−500)−200⋅200⋅173)=2326425141mm
3
=
2,326 m
3
•
Strumień objętości pyłu zatrzymanego na komorze
V
pz
=
m
z
ρ
pus
,
m
3
s
, gdzie
ρ
pus
– gęstość usypowa pyłu
m
z
– zatrzymany strumień masy pyłu
V
pz
=
15,58⋅3600⋅0,001
1
3
⋅
1990
=
56,088
663,333
=
0,089
m
3
h
•
Czas gromadzenia pyłu w zasobniku
τ =
V
zas
⋅
ρ
us
m
z
=
V
zas
V
pz
, h , gdzie
V
zas
-
objętość czynna zasobnika – część zasobnika, w której może być gromadzony pył
τ =
2,614
0,089
=
29,4 h (1 dzień 5h)
Na podstawie czasu gromadzenia pyłu w zasobniku przyjęto opróżnianie zbiornika co 1 dobę.
Rys 6. Wymiary zasobnika na pył
5.8.
Odbiór pyłu z zasobnika
Pył będzie odbierany z zasobnika przenośnikiem rurowo-łańcuchowym o poziomym układzie rur typ 160
firmy DEDRIC TECHNIK s.c.
Rys 7. Schemat przenośnika pyłu
6. Dobór odpylacza II stopnia
η
c
=
1−(1−η
1
)(
1−η
2
)
gdzie
η
c
- całkowia wymagana skuteczność odpylania, 99,13%
η
1
- skuteczność odpylania komory osadczej, η
1
= 50,7 %
η
2
- skuteczność odpylania odpylacza drugiego stopnia
η
2
=
1
1−η
c
1=η
1
η
2
=
1−
1−0,991
1−0,507
=
0,982
η
2
> 95%
Przyjęto pulsacyjny filtr tkaninowy
6.1. Dobór filtra tkaninowego na podstawie KOWENT S.A w Końskich- filtry
Strumie objętości gazów:
Vg
o
rz
=
16500⋅
397
273
=
23995 m
n
3
/
h
Przyjęto filtr pulsacyjny typu PI-A-048-111-254
Filtr PI-A, czterokomorowy, ośmiozaworowy, izolowana komora filtracyjna, izolowany zsyp, z
konstrukcją wsporczą, z dachem, dysze aluminiowe, worki filtracyjne o długości 2,5m, włóknina
I/PE-5213.
Przepustowość filtra: 24200
m
3
/
h
7. Komin
Średnica komina musi być tak dobrana, aby prędkość przepływu gazów mieściła się w zakresie
( 10 m/s -12 m/s) . Przyjęto 11 m/s
A=
V
o
w
, m
2
gdzie
A- pole przekroju komina, m
2
V- strumień objętości gazów,
m
3
/
h
w- prędkość przepływu gazu w kominie, m/s
A=
6,67
11
=
0,61 m
2
D=
√
A⋅4
π
, m
gdzie
D- średnica komina, m
A- pole przekroju komina, m
2
D=
√
0,61⋅4
3,14
=
0,78 m przyjmujemy: 0,8m
Średnica komina wynsi 0,78 m, zatem pole przekroju można obliczyć ze wzoru:
A=
π⋅
D
2
4
, m
2
A=
3,14⋅(0,8)
2
4
=
0,5 m
2
Prędkość rzeczywista:
w
g
=
V
g
A
,
m
s
w
g
=
6,67
0,5
=
13,34
m
s
Wysokość komina wynosić będzie:
H
k
=
8,62+5=13,62 m
8. Wentylator
8.1 Wyznaczanie całkowitych oporów przepływu
Δ
p
c
=
Σ Δ
p
m
+
Σ Δ
p
l
+
Σ Δ
Z −
Δ
p
kom
gdzie:
Σ Δ
p
m
-suma oporów miejscowych ( Δ p
m
=
ζ
w
g
2
⋅
ρ
g
2
)
Σ Δ
p
l
- suma oporów liniowych ( Δ p
l
=
λ⋅
l
d
g
⋅
w
g
2
⋅
ρ
g
2
)
λ =
0,0032+
0,221
R e
0,237
R e=
w
g
⋅
d
z
⋅
ρ
μ
g
d
z
- średnica zastępcza przewodu,
l- długość odcinka przewodu (można sumować przewody o takich samych wymiarach)
•
Prędkość gazu w przewodzie o przekroju 600 x 600 mm
w
g
=
V
o
p
F
, m/ s
gdzie
V
o
p
- strumień objętości gazu; = 6,67
F- pole przekroju poprzecznego przeowdu,
m
2
w
g
=
6,67
(
0,6)
2
=
18,53 m/s
•
Dyfuzor II
Prędkość gazu w przewodzie o przekroju 510 x 1510 mm
w
g
=
6,67
0,51⋅1,51
=
8,66 m/s
ζ =(
1−
F
1
F
2
)
2
=(
1−
0,6⋅0,6
0,51⋅1,51
)
2
=
0,28
Δ
p
m
=
0,28
8,66
2
⋅
0,866
2
=
9,09 Pa
•
Rozgałęzienie I (α = 30°)
w
g
=
18,53 m/ s
V
1
V
2
=
0,5 => ζ =0,25
Δ
p
m
=
0,25
18,53
2
⋅
0,866
2
=
37,17 Pa
•
Łuk (α = 30°) o przekroju 600x600
R= 786,5mm
α =
600mm
R
D
=
1,31 => ζ
1
=
0,2
α = 30° => e =0,46
ζ
2
=
ζ
1
⋅
e
ζ
2
=
0,2⋅0,46=0,09
Δ
p
m
=
0,09
18,53
2
⋅
0,866
2
=
13,38 Pa
Instalacja zawiera 2 łuki o tych samych wymiarach. Łuk x 2 = 26,76 Pa
•
Łuk (α = 90°) o przekroju 600x600
R= 1265mm
α
=
600mm
R
D
=
2,1 => ζ
1
=
0,15
α = 90° => e =1,0
ζ
2
=
ζ
1
⋅
e
ζ
2
=
0,15⋅1,0=0,15
Δ
p
m
=
0,15
18,53
2
⋅
0,866
2
=
22,3 Pa
Instalacja zawiera 2 łuki o tych samych wymiarach. Łuk x 2 = 44,6 Pa
•
Suma strat miejscowych
Σ
p
m
=
9,09+37,17+26,76+44,6=117,6 Pa
2)
Δ
p
l
- opory liniowe, Δ p
l
=
λ⋅
l
d
z
⋅
w
g
2
⋅
ρ
g
2
λ −
współczynnik tarcia
λ =
0,0032+
0,221
R e
0,237
Re=
w
g
⋅
d
z
⋅
ρ
μ
g
Re=
18,53⋅0,6⋅0,866
22,835⋅10
−
6
=
421642
λ =
0,0032+
0,221
421642
0,237
=
0,0135
d
z
−
średnica zastępcza przewodu ,0,6 mm
l- dlugość odcinka przewodu
Przewód 600x 600 mm
Suma przewodów l= 7,923m
Δ
p
l1
=
0,0135⋅
7,923
0,6
⋅
18,53
2
˙
0,866
2
=
26,5 Pa
Komin średnica: 0,8m
Długość komina l= 13,62m
Prędkość gazu w przewodzie o średnicy 800mm
w
g
=
6,67
3,14⋅0,4
2
=
13,28 m/ s
Re =
w
g
⋅
d
z
⋅
ρ
μ
g
=
13,28⋅0,8⋅0,866
22,835⋅10
−
6
=
402907
λ =
0,0032+
0,221
402907
0,237
=
0,0136
Δ
p
l2
=
0,0136⋅
13,62
0,8
⋅
13,28
2
⋅
0,866
2
=
17,68 Pa
Suma oporów liniowych:
Δ
p
l
=
26,5+17,68=44,18 Pa
Δ
Z −opory na urządzeniach
, przyjęto opór na komorze osadczej, dyfuzorze i konfuzorze 100Pa,
natomiast na filtrze 1300Pa.
Δ
Z =1300+100=1400 Pa
Δ
p
kom
−
ciąg kominowy wspomagający pracę wentylatora
Δ
p
kom
=
h⋅g (ρ
pow
−
ρ
g
)
gdzie:
h−geometryczna wysokość komina , m
g − przyspieszenie ziemskie , 9,81
m
s
2
ρ
pow
−
gęstość powietrza na wylocie z komina. Przyjęto1,25
kg
m
3
ρ
g
−
gęstość gazów odlotowych na wylocie z komina , 0,866
kg
m
3
Δ
p
kom
=
13,62⋅9,81(1,25−0,866)=52Pa
Całkowite opory przepływu:
Δ
p
c
=
117,6+44,18+1400−52=1509,8 Pa
8.2. Dobór wentylatora
Q=6,67
m
3
s
Opory przepływu:
1509,8 Pa⋅1,1=1660,8 Pa
Przyjęto wentylator promieniowy WWOax-80,1155, napęd pasowy, RD270, K
Przeliczenie oporów przepływu dla gęstości 1,2
kg
m
3
:
Δ
p
1
Δ
p
2
=
ρ
1
ρ
2
1660,8
Δ
p
2
=
0,866
1,2
Δ
p
2
=
2301,34 Pa
Rys 8: Nomogram doboru wentylatora
Rys 9: Schemat wentylatora z wymiarami
9. Opis techniczny
Zaprojektowano dwustopniową instalację odpylającą. Układ ma za zadanie oddzielić cząstki
stałe od fazy gazowej tak aby stężenie na wlocie do instalacji o wartości 4607 mg/ m
3
zostało
zredukowane do wartości poniżej 40 mg/m
3
.
W pierwszym stopniu odpylania komora osadcza z samooczyszczającymi się półkami,
która oczyszcza gaz głównie z frakcji pyłu powyżej 60 . Skuteczność odpylania wynosi 16,23 %.
Pod komorą osadczą zaprojektowano zasobnik pyłu, który wymaga opróżniania co 1 dobę. Pył z
zasobnika transportowany będzie przenośnikiem rurowo-łańcuchowym o poziomym układzie rur
typ 160 firmy DEDRIC TECHNIK s.c. do zbiornika o większej objętości wspólnego dla komory
osadczej i filtra. Następnie pył będzie wywożony pojazdami transportowymi do dalszego
zagospodarowania.
Jako drugi stopień odpylania przewidziano zastosowanie filtra pulsacyjnego typu PI-A-048-
111-254 firmy KOWENT S.A. o przepustowości 24200 . Skuteczność odpylania filtra z frakcji
poniżej 60 wyniesie 98,1 %, natomiast całkowita skuteczność odpylania instalacji wyniesie 98,2 %.
Na podstawie obliczonych oporów przepływu wynoszących 1509,8 Pa dobrano wentylator
promieniowy WWOax-80,1155,napęd pasowy,RD270,K. Będzie się znajdował za odpylaczem
drugiego stopnia i jego zadaniem będzie przetłoczenie gazu o strumieniu objętości 6,66 . Na końcu
instalacji znajdować się będzie komin, czyli emitor o średnicy 0,8m i wysokości 13,62m.
Document Outline
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
gazy Zuza projekt
gazy Zuza projekt obliczenia
projekt ost[1]
geochemia projekt 1 ost
Projekt Zuza kanały3
OST-2007, Politechnika Krakowska, IV Semestr, Nawierzchnie drogowe, Projekt, materialy, Nawierzchnie
OST wydane w 2004-2007 r, Politechnika Krakowska, IV Semestr, Nawierzchnie drogowe, Projekt, materia
projekt zuza
mury projekt spr nośności filara śc zew ost kond
projekt o narkomanii(1)
!!! ETAPY CYKLU PROJEKTU !!!id 455 ppt
Wykład 3 Dokumentacja projektowa i STWiOR
Projekt nr 1piątek
Projet metoda projektu
34 Zasady projektowania strefy wjazdowej do wsi
więcej podobnych podstron