скруббер Винтури. Методика расчета

Теоретическая часть

скоростной мокрый пылеуловитель, в к-ром частицы пыли осаждаются на каплях, по-луч. при интенсивном дроблении жидкости газовым потоком, движущимся с высокой скоростью (40—150 м/с). Осаждению частиц пыли на каплях способствуют турбулентность газового потока и высокие относит, скорости улавливаемых частиц пыли и капель. Осн. частью пылеуловителей является труба-распылитель (труба Вентури), в к-рой происходит интенсивное дробление жидкости. Применяют также диафрагм. (дроссельные) пылеуловители и пылеуловители с подвижным дисковым шибером для очистки газов от микронной и субмикронной пыли. По способу подвода жидкости скрубберы Вентури бывают с центр, (форсуночным) подводом, с периферийной подачей, с пленочным орошением и с подводом жидкости за счет энергии газового потока. В последнем случае необходимо обеспечить равномерное и полное перекрытие жидкостью сечения горловины трубы-распылителя. Эффективность скруббера Вентури зависит от скорости газа и уд. расхода жидкости (обычно 0,5—1,5 л/м газа). При больших объемах газа применяют батарейные или групповые компоновки СВ.

Аппараты мокрой очистки газов имеют широкое распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсных пылей с dч ≥ (0,3-1,0) мкм, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Однако мокрые пылеуловители обладают рядом недостатков, ограничивающих область их применения:

- Образование в процессе очистки шлама, что требует специальных систем для его переработки;

- Вынос влаги в атмосферу и образование отложений в отводящих газоходах при охлаждении газов до температуры точки росы;

- Необходимость создания оборотных систем подачи в пылеуловитель.

Среди аппаратов мокрой очистки с осаждением частиц пыли на поверхность капель на практике более применимы скрубберы Вентури. Основная часть скруббера — сопло Вентури — 2, в конфузорную часть которого подводится запыленный поток газа и через центробежные форсунки — 1 жидкость на орошение. В конфузорной части сопла происходит разгон газа от входной скорости в узком сечении сопла 30-200м/с и более. Процесс осаждения частиц пыли на капли жидкости обусловлен массой жидкости, развитой поверхностью капель и высокой относительной скоростью частиц жидкости и пыли в конфузорной части сопла. Эффективность очистки в значительной степени зависит от равномерности распределения жидкости по сечению конфузорной части сопла. В диффузорной части сопла поток тормозится до скорости 15-20 м/с и подается в каплеуловитель. Каплеуловитель обычно выполняют в виде прямоточного циклона.

3.2 Расчет скруббера Вентури

 

1. Из уравнения теплового баланса, составленного для 1м3 сухого газа методом последовательных приближений, находим температуру газа, на выходе из скруббера Вентури, по следующий формуле:

 

Методика расчета скруббера вентури,0C (3.2.1)

где Сг, Сп, Сж – соответственно теплоемкость газа, пара и жидкости, ккал/кг, 0С; их принимают Сг=0,24, Сп = 0,48, Сж = 1 соответственно;

rг – плотность газа, кг/м3 с.г.; принимают rг =1,29 кг/м3 ;

tг, tж – температура газа жидкости, 0С; принимают tж=18-20 0С;

r – скрытая теплота испарения, ккал/кг, принимаем r=540 ккал/кг;

d – влагосодержание газа, кг/м3 с.г.:

принимают dвх=0,5, тогда dвых=0,409;

dвх=0,4, тогда dвых=0,318;

m – удельный расход воды на орошение, кг/м3. По условиям работы скруббера Вентури его принимают от 0,3 до 5,0 кг/м3;m=1,25

вх., вых. – надстрочные индексы, относящиеся соответственно к параметрам входа и выхода трубы Вентури.

0.24Методы расчета скруббера fridurit1,29Расчет мокрого скруббера(100-tгвых)+540Методика расчета скруббера вентури (0,4-0,318)+0,48Методика расчета скруббера вентури (0,4Методы расчета скруббера fridurit100-0,318Расчет мокрого скруббераtгвых)≥1Методика расчета скруббера вентури1,25Методика расчета скруббера вентури(tгвых-18oC)

116,94oC ≥ 1,71254oCМетоды расчета скруббера fridurittгвых;

tгвых=116,94/1.71254=68,2oC

tгвых≤68оС

Задаваясь значением tгвых=68 0С, при котором dвых=0,318, кг/м3 с.г., методом последовательных приближений находим tгвых; tгвых= tжвых, так как потерями тепла в окружающую среду через стенки оборудования можно пренебречь.

2. Объем газа при нормальных условиях определяют по формуле:

Расчет мокрого скруббера, м3/ч (3.2.2)

Методика расчета скруббера вентури мМетодика расчета скруббера вентури

где QМетоды расчета скруббера fridurit – объем газа на входе в скруббер Вентури м3/ч;

В – барометрическое давление,B=760 мм рт. ст.;

Ргвх – разрежение газа перед трубой Вентури, мм рт. ст. Его принимают в диапазоне 11-13 мм рт. ст.;

3. Влагосодержание на входе в трубу Вентури равно dвх=400г/м3 с.г., что соответствует температуре точки росы 720С (33% влаги). Тогда объем сухого газа будет равен:

Расчет мокрого скруббера3/ч (3.2.3)

Методика расчета скруббера вентури м3

4.Количество жидкости, подаваемое на трубу Вентури:

Методика расчета скруббера вентури , кг/ч (3.2.4)

где m- удельный расход воды на орошение, который принимается от 0,3 до 5 кг/м3:

m =1,2 кг/м3

Gж=Методы расчета скруббера fridurit кг/ч

5. Разность влагосодержания на входе в трубу Вентури и выходе из нее:

Dd= dвх – dвых , кг/м3 с.г. (3.2.5)

при dвх =0,4; dвых=0.318 кг/м3

Dd = 0,4-0,318=0,082 кг/мРасчет мокрого скруббера с.г.

6. Количество сконденсированной влаги:

Gскл = Методика расчета скруббера вентури, кг/ч (3.2.6)

Gскл = Методика расчета скруббера вентури кг/ч

7. Объем сконденсированной влаги:

Методы расчета скруббера fridurit, м3/ч (3.2.7)

Расчет мокрого скруббера мМетодика расчета скруббера вентури

гдеМетодика расчета скруббера вентури– плотность водяного пара при нормальных условиях,Методы расчета скруббера fridurit=0,804кг/м3.

8. Объем газа на выходе из скруббера при нормальных условиях:

Расчет мокрого скруббера, м3/ч (3.2.8)

Методика расчета скруббера вентури м3

9. Объем газа по условиям выхода из скруббера Вентури

Qгвых =Методика расчета скруббера вентури, м3/ч в.г. (3.2.9)

Методы расчета скруббера fridurit, кг/м2 (3.2.10)

где Расчет мокрого скруббера – гидравлическое сопротивление трубы Вентури.

Методика расчета скруббера вентури = Методика расчета скруббера вентури, кг/м2 (3.2.11)

где Методы расчета скруббера fridurit- энергетические затраты на очистку 1000Расчет мокрого скрубберагаза. По зависимости фракционной эффективности улавливания от энергозатрат на процесс очистки, определяем величинуМетодика расчета скруббера вентури= 1,25 кВт/1000Методика расчета скруббера вентури;

m – величина удельного орошения, рассчитанная по температуре и давлению газа на выходе из трубы Вентури, л/м3; m=0,6 л/м3;

Методы расчета скруббера fridurit- давление орошающей жидкости, кг/м2; Расчет мокрого скруббера=1-3 кг/м2.

Методика расчета скруббера вентури кг/м2

Методика расчета скруббера вентури кг/м2

Методы расчета скруббера fridurit кг/м2

Расчет мокрого скруббера =Методика расчета скруббера вентури м3/ч в.г.

10. Значение скорости газа в горловине трубы Вентури:

Методика расчета скруббера вентури, м/с (3.2.12)

где g – ускорение силы тяжести, м/с2; g=9,8 м/с2;

Методы расчета скруббера fridurit- плотность газа при условиях (по температуре и давлению) выхода из трубы Вентури:

Расчет мокрого скруббера, кг/м3 (3.2.13)

Методика расчета скруббера вентури кг/м3

xC – коэффициент гидравлического сопротивления сухой трубы Вентури:

xC = 0,165+0,034Методика расчета скруббера вентуриIr/dr – ( 0,06+0,028 Методы расчета скруббера friduritIr/dr) Расчет мокрого скруббераM (3.2.14)

где Ir/dr – отношение длинны к диаметру горловины трубы Вентури; Ir/dr –задается от 0,15 до 3; Ir/dr=2;

М – число Маха:

Методика расчета скруббера вентури (3.2.15)

где Wr – скорость газа в горловине. Ее задают в пределах 50 – 120 м/с;Wr =100 м/с.

Методика расчета скруббера вентури=0,26 м/с

xC = 0,165+0,034Методы расчета скруббера fridurit2Расчет мокрого скруббера(0,06+0,028Методика расчета скруббера вентури2) Методика расчета скруббера вентури0,26=0,167

xЖ – коэффициент гидравлического сопротивления жидкости

xЖ = 0,63Методы расчета скруббера friduritxCРасчет мокрого скруббера (0,6Методика расчета скруббера вентури10-3)-0,3 (3.2.16)

xЖ = 0,63Методика расчета скруббера вентури0,167Методы расчета скруббера fridurit (0,6 Расчет мокрого скруббера10-3)-0,3=0,97

Методика расчета скруббера вентури м/с

12. При этой скорости газа в горловине трубы Вентури и Qгвых площадь сечения горловины равна:

Методика расчета скруббера вентури , м2 (3.2.17)

Методы расчета скруббера fridurit м2

13. Диаметр горловины:

Расчет мокрого скруббера, м (3.2.18)

Методика расчета скруббера вентури м

14. По каталогу выбираем скруббер Вентури, типа СВ210/120 – 1200 с расчетным диаметром горловины 210 мм.

15. Уточняем режим работы скруббера Вентури:

Методика расчета скруббера вентури , м/с (3.2.19)

Методы расчета скруббера fridurit м/с

Погрешность разности в скоростях расчетной и уточненной составляет 0.9%, что вполне удовлетворяет заданной точности.

 




Предыдущий:

Следующий: