Politechnika Wrocławska Rok akademicki 2013/2014 Wydział Inżynierii Środowiska

Kierunek Ochrona Środowiska

Technologie oczyszczania gazów

Projekt

Część A: Odpylanie

Wykonanie:

Wojciech Chudyk Nr albumu 191802

Prowadzący:

Dr hab. inż. Anna Musialik-Piotrowska

Koncepcja technologiczna instalacji

Instalacja odpylająca składa się kolejno z :

- komory osadczej

- filtra tkaninowego

- wentylatora

- komina

Rysunek Schemat technologiczny instalacji odpylającej

2 Przeliczenie wszystkich parametrów na warunki rzeczywiste

2.1 Temperatura gazów odlotowych

T = 142 + 273 = 415 [K]

2.2 Strumień objętości gazów w warunkach rzeczywistych

$$V_{\text{rz}} = \frac{V_{0} \bullet \ T_{\text{rz}}}{T_{o}},\ m^{3}/h$$

gdzie:

V₀ – strumień objętości gazów w warunkach normalnych, m_n³/h

T_o – wynosi 273 K

$$V_{\text{rz}} = \frac{17200 \bullet \ 415}{273} = 26147\ m^{3}/h$$

2.3 Stężenie pyłu w warunkach rzeczywistych

$$S_{\text{rz}} = \frac{S_{0} \bullet T_{0}}{T_{\text{rz}}},\ g/m^{3}$$

gdzie:

S₀ – stężenie pyłu w warunkach normalnych, g/m_n³

$$S_{\text{rz}} = \frac{5,5 \bullet 273}{415} = 3,62\ \ g/m^{3}$$

2.4 Gęstość gazu w warunkach normalnych

$$\rho_{n} = \frac{\left( 1 + x \right) \bullet p}{\left( 0,622 + x \right) \bullet R_{w} \bullet T_{o}},g/{m_{n}}^{3}$$

gdzie:

x – zawartość wilgoci w gazach kg/kg_{pow s}

R_w – stała gazowa pary wodnej [R_w = 461, 5 kJ/kg • K ]

P – ciśnienie w warunkach normalnych

$$\rho_{n} = \frac{\left( 1 + 0,05 \right) \bullet 101300}{\left( 0,622 + 0,05 \right) \bullet 461,5 \bullet 273} = 1,26\ kg/{m_{n}}^{3}$$

2.5 Gęstość gazów w warunkach rzeczywistych

$$\rho_{\text{rz}} = \ \frac{\rho_{n}\ \bullet \ T_{o}}{T_{\text{rz}}},\ g/{m_{\text{rz}}}^{3}$$

$$\rho_{\text{rz}} = \ \frac{1,26\ \bullet \ 273}{415} = 0,83\ kg/{m_{\text{rz}}}^{3}$$

2.6 Dynamiczny współczynnik lepkości

$$\mu_{\text{rz}} = \ U_{\text{go}}\frac{(T_{0} + C)}{(T_{\text{rz}} + C)}\ \bullet \left( \frac{T_{\text{rz}}}{T_{0}} \right)^{1,5},\ kg/m \bullet s$$

gdzie:

U_go = 17, 08  •  10⁻⁶ kg/m • s

C − stala Sutherlanda (C = 112)

$$\mu_{\text{rz}} = \ 17,08\ \bullet \ 10^{- 6}\frac{\left( 273 + 112 \right)}{\left( 415 + 112 \right)}\ \bullet \left( \frac{415}{273} \right)^{1,5} = 23,3859 \bullet 10^{- 6}\ \ kg/m \bullet s$$

2.7 Określenie składu granulometrycznego pyłu na wlocie do odpylacza

Tabela Skład granulometryczny pyłu na wlocie do odpylacza

Lp	dg [μm]	Zakres srednia [μm]	ds [μm]	Aj [%]	aj
1.	<2	0-2	1	7	0,07
2.	<5	2-5	3,5	19	0,12
3.	<10	5-10	7,5	33	0,14
4	<20	10-20	15	45	0,12
5.	<40	20-40	30	59	0,14
6.	<60	40-60	50	68	0,09
7.	<100	60-100	80	79	0,11
8.	<150	100-150	125	93	0,14
9.	>150	>150	-	100	0,07
	Σ = 1

3. Obliczenie niezbędnej skuteczności odpylania całej instalacji

$$\eta_{c} = \frac{(U - E)}{U}$$

gdzie:

U – unos , $\frac{g}{s}$

E – emisja , $\frac{g}{s}$

$$\eta_{c} = \frac{(26,29 - 0,29)}{26,29} = 0,9890\ $$

$$U = S_{\text{pwrz}} \bullet V_{g}\ ,\ \frac{g}{s}$$

gdzie:

S_pwrz – stężenie pyłu w warunkach rzeczywistych na wlocie do instalacji, $\frac{g}{m^{3}}$

V_g – strumień objętości gazów w warunkach rzeczywistych, $\frac{m^{3}}{s}$

$$U = 3,62 \bullet 26147 = 94652\ \frac{g}{h} = 26,29\frac{g}{s}$$

$$E = S_{\text{porz}} \bullet V_{g}\ ,\ \frac{g}{s}$$

gdzie:

S_porz – stężenie pyłu w warunkach rzeczywistych na wylocie z instalacji, $\frac{g}{m^{3}}$

$$E = 0,040 \bullet 26147 = 1046\ \frac{g}{h} = 0,29\ \frac{g}{s}$$

4 Obliczenie 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), $\frac{m}{s}$

• Prędkość gazu w komorze osadczej0,5-15, $\frac{m}{s}$

• Średnica ziarna granicznego 60 lub 40 μm

4.1 Obliczenie prędkości opadania ziarna granicznego

$$u_{\text{pg}} = \frac{\text{Re}_{\text{pg}} \bullet \mu_{g}}{d_{\text{pg}} \bullet \rho_{g}}$$

gdzie:

d_pg – założona średnica ziarna granicznego. Założono 60 μm

μ_g, q_g – dynamiczny współczynnik lepkości i gęstości gazu w warunkach rzeczywistych

$$\text{Re}_{pgprzyblizona} = \ \frac{\text{Ar}_{\text{pg}}}{18 + 0,61\left( \text{Ar}_{\text{pg}} \right)^{0,5}}$$

$$Ar = \frac{{d_{\text{pg}}}^{3} \bullet \rho_{g} \bullet \left( \rho_{p} - \rho_{g} \right) \bullet g}{\mu_{g}^{2}}$$

Ro p – gęstość pyłu [kg/m3]

g – przyspieszenie ziemskie [9,81 m/s2]

Ostateczną liczbę Reynoldsa określa się na podstawie Re przybliżoną :

• Ruch laminarny: Re << 2 Re=Ar/18

• Ruch przejściowy: 2>Re<<500 Re=0,152 * Ar ^ 0,715

• Ruch burzliwy: Re > 500 Re = 1,74 * Ar ^ 0,5 Ta wartość wstawiamy do wzoru na prędkość opadania ziarna

$$Ar = \frac{\left( 0,6 \bullet 10^{- 4} \right)^{3} \bullet 0,83 \bullet \left( 1990 - 0,83 \right) \bullet 9,81}{\left( 23,3859 \bullet 10^{- 6} \right)^{2}} = 6,397$$

$$\text{Re}_{pgprzyblizona} = \ \frac{6,397}{18 + 0,61\left( 6,397 \right)^{0,5}} = 0,3273$$

Ruch laminarny bo Re << 2 Re=Ar/18

$$Re = \frac{\text{Ar}}{18} = \frac{6,397}{18} = 0,3554$$

$$u_{\text{pg}} = \frac{0,3554 \bullet 23,3859 \bullet 10^{- 6}}{0,6 \bullet 10^{- 4} \bullet 0,83} = 0,1670\ \frac{m}{s}$$

4.2 Strumień masy frakcji <20μm na wlocie do komory

m_wi = m_w • a_wi

gdzie:

m_w = U – całkowity strumień masy pyłu na wlocie do komory

Dla frakcji granicznej 20μm:

$$m_{\text{wi}} = 26,29 \bullet 0,12 = 3,1548\ \frac{g}{s}$$

4.3 Strumień masy pyłu frakcji <20μm zatrzymany w komorze

m_zi = m_wi • η_i

gdzie:

η_i – skuteczność przedziałowa odpylania i-tej frakcji

Dla frakcji 20μm

$$m_{\text{zi}} = 3,1548\ \bullet 0,0624\ = 0,1970\ \frac{g}{s}\ $$

$$\eta_{i} = \frac{u_{p < 20}}{u_{\text{pg}}}$$

u_pi - prędkość opadania ziarna i-tej frakcji $\frac{m}{s}$

u_pg - prędkość opadania ziarna granicznego $\frac{m}{s}$

$$\eta_{i} = \frac{0,0104}{0,1670} = 0,0624$$

$$Ar = \frac{\left( 0,15 \bullet 10^{- 4} \right)^{3} \bullet 0,83 \bullet \left( 1990 - 0,83 \right) \bullet 9,81}{\left( 23,3859 \bullet 10^{- 6} \right)^{2}} = 0,0999$$

$$\text{Re}_{pgprzyblizona} = \ \frac{0,0999}{18 + 0,61\left( 0,0999 \right)^{0,5}} = 5,49\ \bullet \ 10^{- 3}$$

Ruch laminarny, bo Re << 2 Re=Ar/18

$$Re = \frac{\text{Ar}}{18} = \frac{0,0999}{18} = 5,55 \bullet 10^{- 3}$$

$$u_{\text{pg}} = \frac{5,55 \bullet 10^{- 3} \bullet 23,3859 \bullet 10^{- 6}}{0,15 \bullet 10^{- 4} \bullet 0,83} = 0,0104\ \frac{m}{s}$$

4.4 Strumień masy pyłu <20μm na wylocie z komory

Dla frakcji 20μm

$$m_{\text{oi}} = m_{\text{wi}} - m_{\text{zi}}\ ,\frac{g}{s}$$

$$m_{\text{oi}} = m_{\text{wi}} \bullet m_{\text{zi}}\ , = 3,1548 - 0,1970 = 2,9577\ \frac{g}{s}\ $$

4.5 Udział masowy frakcji ziarnowej <20μm pyłu opuszczającego komorę

$$a_{\text{oi}} = \frac{m_{\text{oi}}}{\sum_{}^{}m_{\text{oi}}}$$

$$a_{\text{oi}} = \frac{2,9577\ }{15,0499\ } = 0,1965$$

4.6 Stężenie pyłu w gazie opuszczającym komorę

$$S = \frac{m_{o}}{V_{g}}$$

$$S = \frac{15,0499}{26147} = 5,76 \bullet 10^{- 4}\frac{g}{m^{3}} = 0.0576\ \frac{\text{mg}}{m^{3}}$$

4.7 Całkowita skuteczność komory osadczej

$$\eta_{\text{KO}} = \sum_{}^{}{a_{\text{wi}} \bullet}\eta_{i}$$

η_KO = 0, 4275 = 42, 75 %

Tabela Parametry frakcji pyłu

Lp	Rozmiar ziaren μm	srednica srednia μm	Ar	Repi	Rei	upi m/s	ηi	awi	ni • awi	mwi g/s	mzi g/s	moi g/s	aoi
1	0-2	1	0,00002961	0,00000164	0,00000165	0,00004636	0,00027759	0,07	0,00001943	1,8403	0,000511	1,839789	0,1222456
2	2-5	3,5	0,00126974	0,00007046	0,00007054	0,00056787	0,00340043	0,12	0,00040805	3,1548	0,010728	3,144072	0,2089092
3	5-10	7,5	0,01249380	0,00069152	0,00069410	0,00260758	0,01561422	0,14	0,00218599	3,6806	0,05747	3,62313	0,2407404
4	10-20	15	0,09995041	0,00549489	0,00555280	0,01043030	0,06245689	0,12	0,00749483	3,1548	0,197039	2,957761	0,1965297
5	20-40	30	0,79960332	0,04313664	0,04442241	0,04172120	0,24982756	0,14	0,03497586	3,6806	0,919515	2,761085	0,1834614
6	40-60	50	3,70186722	0,19326444	0,20565929	0,11589223	0,69396546	0,09	0,06245689	2,3661	1,641992	0,724108	0,0481137
7	60-100	60	6,396826552	0,32774797	0,355379253	0,166884813	1	0,11	0,11	2,8919	2,8919	0	0
8	100-150	125	57,84167527	2,563537823	3,213426404	0,724326444	1	0,14	0,14	3,6806	3,6806	0	0
9	>150	150	99,95041487	4,164858795	5,552800826	1,043030079	1	0,07	0,07	1,8403	1,8403	0	0
suma								1	0,42754105	26,29	11,24005	15,04995	1

Wymiary komory osadczej

Rysunek Komora osadcza - rysunek poglądowy

Szerokość i wysokość komory osadczej

$$B = H = \sqrt{\frac{V_{\text{rz}}}{w_{g}}},\ m$$

gdzie:

V_rz – rzeczywisty strumień objętości gazów $\frac{m^{3}}{s}$

w_g = założona prędkość przepływu gazu przez komory $\frac{m}{s}$. Przyjęto 1,0 $\frac{m}{s}$.

$$B = H = \sqrt{\frac{7,263}{1}} = 2,695\ m$$

Obliczenie długości komory bezpółkowej

$$L = \frac{H \bullet w_{g}}{u_{\text{pg}}},\ m\ $$

gdzie:

u_pg – prędkość opadania ziarna granicznego $\frac{m}{s}$

$$L = \frac{2,695\ \bullet 1}{0,1670\ } = 16,138\ m\ $$

Obliczenie liczby przestrzeni międzypółkowej

$$n = \frac{L}{H}$$

$$n = \frac{16,138}{2,695} = 5,99\ $$

Liczba półek (n-1) 5,988-1=4,99

Przyjęto 5 półek

Obliczenie wysokości przestrzeni między półkami

$$h = \frac{H}{n},m$$

$$h = \frac{2,695}{5,988} = 0,450\ m$$

Wymiary rzeczywiste

• Długość rzeczywista

$$L_{\text{rz}} = \left( 1,1 - 1,15 \right)\frac{L}{n}\ $$

Przyjęto 1,15

$$L_{\text{rz}} = 1,10 \bullet \frac{16,138}{5,99} = 2,964\ m$$

H_rz = H + 0, 002(n − 1)

Przyjeto grubosc blachy 2mm

H_rz = 2, 695 + 0, 002(5,988−1) = 2, 705 m 

B_rz = B + 6z

Przyjęto z = 40mm (szerokość przestrzeni zsypowej)

B_rz = 2, 695 + 6 • 0, 04 = 2, 935 m

B > 1200mm

Przyjęto 3 rzędy półek

Rysunek Wymiary komory osadczej z półkami

Dyfuzor i konfuzor

- kąt rozwarcia w płaszczyźnie poziomej 45

- prędkość gazu na wlocie do dyfuzora $v_{g} = 15 - 18\left( 20 \right)\frac{m}{s}$. Przyjęto 17 $\frac{m}{s}$ (do sprawdzenia)

Rysunek Wymiary dyfuzora

$$A_{d} = \frac{V_{g}}{w_{\text{gpow}}} = \ \frac{7,263}{17} = 0,427m^{3}$$

$$b_{d} = \ \sqrt{A_{d}} = \sqrt{0,427} = 0,653\ m\ $$

Przyjęto wymiar przewodu prostokątnego 630mmx630mm

A_drz = 0, 63 • 0, 63 = 0, 3969 m²

$$w_{\text{gpowrz}} = \frac{V_{g}}{A_{d}} = \frac{7,263}{0,3969} = 18,299\ \frac{m}{s}$$

$$l = \frac{0,5b_{d}}{\tan{22,5}} = \frac{0,630/2}{0,4242} = 0,742\ m\ $$

$$\frac{0,5b_{d}}{l} = \frac{0,5B_{d}}{L}$$

$$L = \ \frac{0,5B_{d} \bullet l}{0,5b_{d}} = 3,457\ m$$

l_d = L − l = 3, 457 − 0, 742 = 2, 715 m 

Przyjęto konfuzor o takich samych parametrach.

Wymiary zasobnika na pył

Założenia:

- wymiary górnych krawędzi zasobnika L_rzxB_rz

- kąt nachylenia ścian względem poziomu γ ≥ 60

• Obliczenie wymiarów zasobnika na pył według dłuższego boku komory odpylania

B_rz = 2935  mm

L_rz = 2964  mm

B_rz < L_rz

• Ze wzoru na wysokość trójkąta równobocznego została obliczona wysokość H

$$H = \frac{L_{\text{rz}} \bullet \sqrt{3}}{2} = 2566\ mm$$

$$H = \frac{2964 \bullet \sqrt{3}}{2} = 2566\ mm$$

$$h = \frac{200 \bullet \sqrt{3}}{2} = 173\ mm$$

Przyjęto wymiary dozownika celkowego 200mm x 200mm.

Przyjęto dozownik celkowy firmy Końskie.SA B200

Rysunek Dozownik celkowy- rysunek poglądowy

Objętość czynną liczymy odejmując od góry zasobnika.

Wymiary X1 oraz X2, czyli wymiary niezbędne do obliczenia V_cz wyliczone zostały z Twierdzenia Talesa.

$$x_{1} = \frac{L_{\text{rz}} \bullet \left( H - 500 \right)}{H} = \frac{2964 \bullet \left( 2566 - 500 \right)}{2566} = 2386\ mm$$

$$x_{2} = \frac{B_{\text{rz}} \bullet \left( H - 500 \right)}{H} = \frac{2935 \bullet (2566 - 500)}{2566} = 2363\ mm$$

• Objętość czynna zasobnika

$$V_{\text{zas}} = \frac{1}{3}\left( x_{1} \bullet x_{2} \bullet \left( H - 500 \right) - 200 \bullet 200 \bullet h \right)$$

$$V_{\text{zas}} = \frac{1}{3}\left( 2386 \bullet 2363 \bullet \left( 2566 - 500 \right) - 200 \bullet 200 \bullet 173 \right) = 3,886\ m^{3}$$

• Strumień objętości pyłu zatrzymanego na komorze

$$V_{\text{pz}} = \frac{m_{z}}{\rho_{\text{pus}}},\ \frac{m^{3}}{s}$$

ρ_pus – gęstość usypowa pyłu

m_z – zatrzymany strumień masy pyłu

$$V_{\text{pz}} = \frac{11,24 \bullet 0,001 \bullet 3600}{\frac{1}{3} \bullet 1999} = 0,061\ \frac{m^{3}}{h}$$

• Czas gromadzenia pyłu w zasobniku

$$\tau = \frac{V_{\text{zas}} \bullet \rho_{\text{us}}}{m_{z}} = \frac{V_{\text{zas}}}{V_{\text{pz}}},\ h$$

gdzie:

V_zas – objętość czynna zasobnika – część zasobnika, w której może być gromadzony pył

$$\tau = \frac{3,886}{0,061} = 63,7\ h \approx 2,5\ dnia$$

Na podstawie czasu gromadzenia pyłu w zasobniku przyjęto opróżnianie zbiornika co 2 doby.

Rysunek Wymiary zasobnika na pył

Odbiór pyłu z zasobnika

Pył będzie odbierany z zasobnika przenośnikiem rurowo-łańcuchowym o poziomym układzie rur typ 160 firmy DEDRIC TECHNIK s.c.

Rysunek Schemat przenośnika pyłu

6 Dobór odpylacza II stopnia

η_c = 1 − (1 − η₁)(1 − η₂)

gdzie:

η_c − calkowita wymagana skutecznosc odpylania,  98, 9 % 

η₁ − skutecznosc odpylania komory osadczej.η₁ = 42, 7 %

η₂ − skutecznosc odpylania odpylacza drugiego stopnia.

$$\eta_{2} = 1 - \frac{1 - \eta_{c}}{1 - \eta_{1}}$$

$$\eta_{2} = 1 - \frac{1 - 0,989}{1 - 0,427} = 0,981$$

η₂ > 95%

Przyjeto pulsacyjny filtr tkaninowy

6.1 Dobór filtra tkaninowego na podstawie materiałów KONWENT S.A w Końskich – filtry pulsacyjne

Strumień objętości gazów:

V_rz = 26147 m³/h

Przyjęto filtr pulsacyjny typu PI-A-068-111-204

Filtr PI-A, czterosekcyjny, 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: 29200 m³/h

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

$$A = \frac{\dot{V}}{w}\text{\ \ \ \ \ }m^{2}$$

gdzie:

A- pole przekroju komina, m²

V- strumień objętości gazów $\frac{m^{3}}{h}$

w- prędkość przepływu gazu w kominie, $\frac{m}{s}$

$$A = \frac{7,26}{11} = 0,66\ \ \ \ m^{2}$$

$$D = \sqrt{\frac{A \bullet 4}{\pi}}\text{\ \ \ \ \ \ m}$$

gdzie:

D- średnica komina, m

A- pole przekroju komina, m²

$D = \sqrt{\frac{0,66 \bullet 4}{3,14}} = 0,9\ \ \ \ m$

Średnica komina wynosi 0,9 m, zatem rzeczywiste pole przekroju można obliczyć ze wzoru:

$$A = \frac{\pi D^{2}}{4}\text{\ \ \ \ \ }m^{2}$$

$$A = \frac{3,14 \bullet {0,9}^{2}}{4} = 0,63\ \ \ m^{2}$$

Prędkość rzeczywista:

$$w_{g} = \frac{V_{g}}{A},\ \frac{m}{s}$$

$$w_{g} = \frac{7,26}{0,63} = 11,52\ \frac{m}{s}$$

Wysokość komina wynosić będzie:

H_k = 8, 12 + 5 = 13, 12m

7. Wentylator

   1. Wyznaczenie całkowitych oporów przepływu

$$p_{c} = \sum_{}^{}{p_{m} + \sum_{}^{}{p_{l} + \sum_{}^{}{Z} -}}p_{\text{kom}}$$

p_c = 116, 2 + 30 + 1400 − 54 = 1492, 2Pa

gdzie:

1. p_m - opory miejscowe, $p_{m} = \zeta\frac{w_{g}^{2}\rho_{g}}{2}$

Prędkość gazu w przewodzie o przekroju 630 x 630 mm

$$w_{g} = \frac{}{F};m/s$$

Gdzie:

- strumień objętości gazu; = 7,26 $\frac{m^{3}}{s}$

F – pole przekroju poprzecznego przewodu; m²

$$w_{g} = \frac{7,26}{{(0,63)}^{2}} = 18,3\ m/s$$

• Dyfuzor II

Prędkość gazu w przewodzie o przekroju 510 x 1510 mm

$$w_{g} = \frac{7,26}{0,51*1,51} = 9,43\ m/s$$

$$\text{ζ\ } = \left( 1 - \frac{F_{1}}{F_{2}} \right)^{2} = \left( 1 - \frac{0,630*0,630}{0,510*1,510} \right)^{2} = 0,48$$

$$p_{m} = 0,48*\frac{{9,43}^{2}*0,83}{2} = 17,7\ Pa\ \ $$

• Rozgałęzienie I (α = 30°)

w_g = 18, 3m/s

$\frac{V_{1}}{V_{2}} = 0,5$ =>ζ = 0, 25

$$p_{m} = 0,25*\frac{{18,3}^{2}*0,83}{2} = 34,7\ Pa\ \ $$

• Łuk (α = 30°) o przekroju 630x630

R = 1003 mm

a = 630mm

$$\frac{R}{D} = 1,59\ \ \ \ \ \ \ = > \text{ζ\ }_{1} = \ 0,17$$

α = 30° => e=0,46

ζ ₂=ζ ₁ * e

ζ ₂= 0,17 * 0,46 = 0,08

$$p_{m} = 0,08*\frac{{18,3}^{2}*0,83}{2} = 11,1\ Pa\ \ $$

Instalacja zawiera 2 łuki o tych samych wymiarach. Łuk x 2 = 22,2 Pa

• Łuk (α = 90°) o przekroju 630x630

R = 1250 mm

a = 630mm

$$\frac{R}{D} = 1,98\ \ \ \ \ \ \ = > \text{ζ\ }_{1} = \ 0,15$$

ζ ₂=ζ ₁ * e

ζ ₂= 0,15 * 1,00 = 0,15

$$p_{m} = 0,15*\frac{{18,3}^{2}*0,83}{2} = 20,8\ Pa$$

Instalacja zawiera 2 łuki o tych samych wymiarach. Łuk x 2 = 41,6 Pa

• Suma strat miejscowych:

$$\sum_{}^{}{p_{m} = 17,7 + 34,7 + 22,2 + 41,6 = 116,2\ Pa\ \ }$$

1. p_l – opory liniowe, $p_{l} = \gimel\frac{l}{d_{z}}\frac{w_{g}^{2}\rho_{g}}{2}$

ℷ - współczynnik tarcia, $\gimel = 0,0032 + \ \frac{0,221}{\text{Re}^{0,237}}$ , $Re = \frac{w_{g}d_{z}\rho}{\mu_{g}}$

$$Re = \frac{w_{g}d_{z}\rho}{\mu_{g}} = \frac{18,3 \bullet 0,63 \bullet 0,83}{23,3859 \bullet 10^{- 6}} = 409181$$

$$\gimel = 0,0032 + \ \frac{0,221}{409181^{0,237}} = 0,0135$$

d_z – średnica zastępcza przewodu, 0,63m

l – długość odcinka przewodu

Przewód 630 x 630 mm

Suma długości przewodów l = 7,603 m

$$p_{l1} = 0,0135 \bullet \frac{7,603}{0,63} \bullet \frac{{18,3}^{2} \bullet 0,83}{2} = 22,6Pa$$

Komin średnica: 0,9 m

Długość komina l = 13,071m

Prędkość gazu w przewodzie o średnicy 900mm

$$w_{g} = \frac{7,26}{3,14 \bullet {0,45}^{2}} = 9,25m/s$$

$$Re = \frac{w_{g}d_{z}\rho}{\mu_{g}} = \frac{9,25 \bullet 0,9 \bullet 0,83}{23,3859 \bullet 10^{- 6}} = 295466$$

$$\gimel = 0,0032 + \ \frac{0,221}{295466^{0,237}} = 0,0144$$

$$p_{l2} = 0,0144 \bullet \frac{13,071}{0,9} \bullet \frac{{9,25}^{2} \bullet 0,83}{2} = 7,4Pa$$

Suma oporów liniowych:

p_l = 22, 6 + 7, 4 = 30 Pa

Z – opory na urządzeniach . Przyjęto opór na komorze osadczej, dyfuzorze i konfuzorze 100 Pa, natomiast na filtrze 1300 Pa.

Z = 1300 + 100 = 1400 Pa

p_kom – ciąg kominowy wspomagający pracę wentylatora

p_kom = h • g(ρ_pow − ρ_g)

gdzie:

h - geometryczna wysokość komina, m

g – przyspieszenie ziemskie, 9,81 $\frac{m}{s^{2}}$

ρ_pow – gęstość powietrza na wylocie z komina. Przyjęto 1,25 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

ρ_g – gęstość gazów odlotowych na wylocie z komina, 0, 83 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$

p_kom = 13, 12 • 9, 81(1,25−0,83) = 54 Pa

Dobór wentylatora

Q=7,26 $\frac{m^{3}}{s}$

Opory przepływu : 1492, 2  • 1, 1 = 1641, 4Pa

Przyjęto wentylator promieniowy WWOax-80,1155,napęd pasowy,RD270,K

Przeliczenie oporów przepływu dla gęstości 1,2 $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ :

$$\frac{p_{1}}{{p}_{2}} = \frac{\rho_{1}}{\rho_{2}}$$

$$\frac{1641,4}{{p}_{2}} = \frac{0,83}{1,2}$$

p₂ = 2373, 1 Pa

Rysunek Nomogram doboru wentylatora

Rysunek Schemat wentylatora wraz 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 3620 mg/ m³ zostało zredukowane do wartości poniżej 40 mg/m³.

W pierwszym stopniu odpylania komora osadcza z samooczyszczającymi się półkami, która oczyszcza gaz głównie z frakcji pyłu powyżej 60 μm. Skuteczność odpylania wynosi 42,7 %. Pod komorą osadczą zaprojektowano zasobnik pyłu, który wymaga opróżniania co 2 doby. 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 filtr pulsacyjny typu PI-A-068-111-204 firmy KOWENT S.A. o przepustowości 29200 m³/h. Skuteczność odpylania filtra z frakcji poniżej 60 μm wyniesie 98,1 %, natomiast całkowita skuteczność odpylania instalacji wyniesie 98,9 %. Na podstawie obliczonych oporów przepływu wynoszących 1492,2 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 7,26 $\frac{m^{3}}{s}$. Na końcu instalacji znajdować się będzie komin, czyli emitor o średnicy 0,9m i wysokości 13,12m.

10. Spis rysunków i tabel

Rysunek 1 Schemat technologiczny instalacji odpylającej 4

Rysunek 2 Komora osadcza - rysunek poglądowy 13

Rysunek 3 Wymiary komory osadczej z półkami 15

Rysunek 4 Wymiary dyfuzora 16

Rysunek 5 Dozownik celkowy- rysunek poglądowy 18

Rysunek 6 Wymiary zasobnika na pył 20

Rysunek 7 Schemat przenośnika pyłu 20

Rysunek 8 Nomogram doboru wentylatora 27

Rysunek 9 Schemat wentylatora wraz z wymiarami 28

Tabela 1 Skład granulometryczny pyłu na wlocie do odpylacza 6

Tabela 2 Parametry frakcji pyłu 12