Проектирование систем очистки газов и промышленная вентиляция

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ОДЕССКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ХОЛОДА

Кафедра химии, охраны окружающей среды и  рационального природопользования 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

“Проектирование систем очистки газов  и промышленная вентиляция” 
 
 
 
 
 
 
 
 

Разработал:

                                                                               Студент 445 группы

Поплавский  Юрий

Руководитель 

доц. Грандов  А. А.  
 
 
 
 
 
 
 
 

ОДЕССА 2010

 

Содержание 

      Задание на курсовое проектирование………………………………………2 

      Введение………….…………………………………………………………...3 

1. Описание  источников выбросов…………………………...………………..4

 

2. Расчет  местного отсоса……………………………………………………….6

 

3. Расчет  характеристик дисперсности аэрозолей  в выбросах………………10

 

4. Расчет  очистного устройства…………………………………………….…13

 

5. Рассеяние в атмосфере вредных веществ и разбавление выбросов…..….16

 

      Выводы……………………………….……………………………………...20 

      Список  литературы…………………………………………………………21 

         Спецификация………………………………………………………………22 
Задание на курсовое проектирование 

ИВ(4а+2*8а) / СВ1-1 / ДА8 / ОУ (ПО + РВ) 

ИВ  – источник выбросов

4а – печь с боковым загрузочным окном – зонт-козырек – печь на угле шахтная; уголь «Д конценрат»; V^г_о =7,02 куб.м/кг; V^воз_о= 6,54 куб.м/кг; коэф. изб.возд. 1,3; расход угля 50 кг/ч; температура в печи 900⁰С; загрузочное окно 0,5(h)*0,7м.

8а –сварочный пост – панель Чернобережского – ручн. дугов. сварка стали электродами УОНИ – 13/80; изделие 04(h)*0,3*0,7; расход электродов 3 кг/ч.

ДА – дисперсность аэрозолей, 8 вариант;

ОУ – очистное устройство;

ПО – пылеосадительная камера;

РВ – рассеяние выбросов.

 

Введение 

     На  всех стадиях своего развития человек  был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось  высокоиндустриальное общество, опасное  вмешательство человека в природу  резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

     В данной курсовой работе мы рассчитываем источники выбросов, дисперсность аэрозолей, и на сколько эффективно работает очистное устройство определяем достаточную высоту для рассеивания воздуха, подобрать вентилятор аспирационной системы. 

 

1. Описание  источников выбросов:

 

Сварочный пост 

     Сварочный пост для негабаритных изделий имеет, кроме сварочного оборудования, стол для изделий, оборудованный местным  отсосом.

     При сварке выделяются пыль, оксиды металлов, газы CO, NO₂, HF, соединения кремния, фторидов.[1]

     Концентрация  аэрозолей при расходе материалов G_св кг/с равна:

     

, где

      - сумма масс выделившихся аэрозолей и пыли на 1 кг расходуемых материалов, г/кг

     V – Объем отсасываемого воздуха, м³/с

     Аэродинамическое  сопротивление принимается как  сопротивление конического коллектора.[2] 

Печь с боковым загрузочным окном 

При работе печей в цех выделяется теплота, отходящие газы, зола и окалина  в виде аэрозолей. Газы и аэрозоли поступают через неплотности и при открывании загрузочных окон. Основные поступления идут во время загрузки через окна.

Для улавливания  вредностей ставят зонты-козырьки.

Расчет  его размеров и объемного расхода  выбивающегося газа.

При реальной работе зонта-козырька кроме отходящих газов осуществляется подсос воздуха и образуется газовоздушная смесь с расходом V_коз и температурой T_см

где - плотность горячих газов

b, h – размеры окна, м.

Т_г, Т_возд – температуры в печи и окружающего воздуха

Скорость газа, выходящего из окна

- коэффициент расхода, значения 0,3…0,9 в зависимости от вида  окна

- плотность окружающей среды

Концентрация  пыли в отсасываемом воздухе зависит  от вида топлива, температуры в печи, технологического процесса в печи.

Массовый поток  выбрасываемой золы и несгоревшего топлива для печей на каменном угле определяется формулой

G_тон – расход топлива в печи, г/с

А^р – зольность топлива, %

f – коэффициент, учитывающий долю золы, уносимой с газами [4]

Объем отходящих  при сгорании топлива газов вычислено  по формуле

V_o^г – теоретический объем газов ( н.у.) при сжигании 1 кг топлива, м³/кг

V_о^возд – теоретически необходимый объем воздуха (н.у.) при сжигании 1 кг топлива, м³/кг

- коэффициент избытка воздуха

Величины V_o^г V_о^возд и зависят от вида топлива

Концентрация  пыли в отходящих газах смеси  на входе в козырек 

Концентрация  пыли в газовоздушной смеси на входе в козырек

Расходы воздуха и газа берутся при  температуре Т_см

- массовые расходы газа из  окна и подсасываемого воздуха

Аэродинамическое  сопротивление козырька рассчитывают как конический коллектор [1]. 
 

 

2. Расчет местного  отсоса. 

     Устройство  удаления запылённых газов и воздуха  от технологического оборудования называется местными отсосами. 
 
 

Сварочный пост – панель Чернобережного 

Размеры источника:                  Найдем размеры зонта:

a = 0,7 м                                      А = 1,2*а = 1,2*0,7 = 0,84 м   (длина зонта)

b = 0,3 м                                      В = 1,2* b =1,2*0,3 = 0,36 м   (ширина зонта)

h = 0.4 м

• Объем удаляемого воздуха:

F =A*B = 0,84*0,36 = 0,302 м²

= w_г * F = 1,5* 0,302 = 0,453 м³/с

 w_г = 1,5 м/с (для запыленных газов)

• Определение начальной концентрации [1]:

, где

g_n –масса выделившейся пыли и аэрозолей на 1кг расходуемых материалов,    г/кг

G_св – расход материалов   

          G_св = 3 кг/час = 0,00083 кг/с (из условия задания)

          g_n(пыли) = 11,2 г/кг

с = (11,2*0,00083)/0,453 = 0,021 г/м³;

          g_n(MnO2)=0.78 г/кг

с = (0,78*0,00083)/0,453 = 0,0014 г/м³;

          g_{n(соединения кремния)}=1,05 г/кг

с = (1,05*0,00083)/0,453=0,0019 г/м³;

          g_{n(фториды)}=1,05 г/кг;

с = (1,05*0,00083)/0,453=0,0019 г/м³;

        g_n(HF)=1,14 г/кг;

с = (1,14*0,00083)/0,453=0,0017 г/м³;

        g_{n(нетоксическая пыль)} = 8,32 г/кг

с = (8,32*0,00083)/0,453=0,015 г/м³.

• Аэродинамическое сопротивление [2]:

,

w_в/в =20 м/с,  = 1,205 кг/м³

F_в/в = / w_в/в = 0,453/20 = 0,022 м²

F_в/в =              d_в/в = м

Найдем  при = 100⁰ и L = 0,335*tg40⁰ = 0,28 :

L/d_в/в = 0,28/0,17= 1,65              = 0,18

 Па 
 

Печь с боковым загрузочным окном – зонт-козырек 

Расчет  его размеров и объемного расхода  выбивающегося газа.

b – 0,7 м, h – 0,5 м - размери загрузочного окна

Т_г, Т_возд – температуры в печи и окружающего воздуха

Т_г – 900^оС = 1173 К

Т_возд - 20 ^оС = 293 К

- 1,2 кг/м³ плотность окружающей среды при температуре 20 ^оС

- 0,301 кг/м³ плотность горячих газов

Напор газа, выходящего из окна печи

Скорость газа, выходящего из окна

- коэффициент расхода, значения 0,3…0,9 в зависимости от вида  окна

Концентрация  пыли в отсасываемом воздухе зависит  от вида топлива, температуры в печи, технологического процесса в печи.

Массовый поток  выбрасываемой золы и несгоревшего топлива для печей на каменном угле определяется формулой

G_тон – расход топлива в печи, г/с

G_тон = 50 кг/ч = 13,89 г/с

А^р – зольность топлива, 10 %

f – коэффициент,  учитывающий долю золы, уносимой  с газами [4]

Объем отходящих  при сгорании топлива газов вычислено  по формуле

V_o^г – теоретический объем газов ( н.у.) при сжигании 1 кг топлива, м³/кг

V_о^возд – теоретически необходимый объем воздуха (н.у.) при сжигании 1 кг топлива, м³/кг

- коэффициент избытка воздуха

Величины V_o^г V_о^возд и зависят от вида топлива