Антропогенний вплив на навколишнє середовище виробництва залізобетонних виробів

Ψ – ступінь підпору рідини порогом, який може значно змінюватися залежно від умов піноутворення. Для умов, які близькі до робочих умов газопромивачів,  ψ = 0,4.

Таким чином, висоту порога можна розрахувати за формулою:

=2,5

Після чого знаходимо висоту порога h_п. Для забезпечення роботи апарата при коливаннях його режиму h_п повинно бути в межах від 2,0·10^-2 3,0·10^-2 м.

2.3.14 Габаритна висота газопромивача складається з висот окремих його частин:

- надрешіткова висота   h₁ = 0,5 1,5 м;

- підрешіткова висота h₂ = 0,5 1,5 м;

- висота бункера h₃ = 1,0 2,5 м;

 

- висота штуцера  виведення очищеного повітря h₄ = 0,5 1,5 м.

Тоді загальна висота апарата:

.

 

2.3.15 Складаємо матеріальний баланс очищення газових викидів у газопромивачі (таблиця2.3.15.1).

Таблиця2.3.15.1– Матеріальний баланс очищення газових викидів у газопромивачі

Речовина	Прихід	Витрати
Газ на очищення	9,35 м3/с	9,35 м3/с
Вода	0,00097 м3/с	Суспензія   1,1432 кг/с
Пил	0,1732 кг/с

 

 

 

2.4 Розрахунок барабанного вакуум-фільтра

Розрахунок вакуум-фільтра зводимо до знаходження необхідної поверхні фільтрування і до вибору фільтра з каталогу.

 

2.4.1 Знаходимо поверхню фільтрування з виразу:

 м²,

де V_заг – продуктивність фільтра за фільтратом, м³/с;

– продуктивність 1 м² фільтра за фільтратом, м³/м²·с.

 

 

 

 

2.4.2 Продуктивність 1 м² фільтра за фільтратом V¹ знаходимо за формулою:

,

де V_р – продуктивність 1 м² фільтра за один оберт, м³/м²;

n – кількість обертів фільтра, с^-1.

 

Примітка: загальна продуктивність фільтра за фільтратом визначається як загальний об’єм  води, що надходить у пінний газопромивач, без втрат води з вологим осадом.

Для визначення необхідно знати продуктивність 1 м² фільтра за один оберт, тобто за час проходження зони фільтрування τ, і число обертів фільтра.

2.4.3 Об’єм вологого осаду, який відкладається на фільтрі під час проходження 1 м³ фільтрату, дорівнює , м³/м³. За умови заданої товщі осаду δ необхідну поверхню зони фільтрування на 1 м³ фільтрату знаходять за формулою:

.

 

2.4.4 Через поверхню зони фільтрування в 1м² пройде об’єм фільтрату

.

 

 

2.4.5 Для знаходження числа обертів фільтра потрібно знати час фільтрування τ (час, за який утворюється осад завтовшки δ, м). Для цього використовують основне рівняння фільтрування:

.

Із формули знаходимо  час фільтрування:

 

,

де К – константа фільтрування, яка враховує режим процесу фільтрування та фізико-хімічні властивості осаду і рідини, м²/с;

 

С – константа фільтрування, яка характеризує опір фільтрувальної перегородки (тканини), м³/м².

 

2.4.6 Константу К, м²/с, знаходять за формулою:

,

де μ – в’язкість рідкої фази суспензії, Па·с;

ΔP – різниця тисків, Па;

r – середній питомий опір шару осаду (r = 43,21·10¹⁰ м/кг сухого осаду);

– маса твердої речовини, яка  відкладається на фільтрі при  отриманні     1 м³ фільтрату, кг/м³.

 

 

2.4.7 Константу С знаходять за рівнянням:

,                                              

де r_tk – питомий опір фільтрувальної тканини, r_tk – 11,43·10¹⁰ м/м².

 

2.4.8 Для визначення кількості обертів барабана необхідно знайти кутову швидкість обертання фільтра за формулою:

,                                            

де τ – час фільтрування, с;

τ_с – час сушки осаду, с;

φ – кут, який займає зона, з якої знімають осад, і мертва зона; беруться     φ = 1,23 рад або 70^о ( на основі практичних даних).

 

2.4.9 Загальна тривалість робочого циклу або тривалість одного оберту барабана дорівнює:

,

 

2.4.10 Число обертів фільтра за секунду:

,

 

2.4.11 Час сушіння, знімання осаду і перебування в мертвих зонах визначають:

,

 

2.4.12 Кількість секцій, які одночасно знаходяться в зоні просушування, у зоні знімання і мертвих зонах, визначають за формулою:

,

 

 

2.5 Розрахунок і підбір вентиляторів

2.5.1 Виконуємо в аксонометричній проекції креслення під’єднання вентилятора:

 

2.5.2 Розраховуємо діаметр трубопроводу:

.

де  – загальна подача газу до апарата очистки, м³/с;

    ω – швидкість газу в трубопроводі, беруть у межах 15¸25 м/с.

 

2. 5.3 Розраховуємо втрати тиску в трубопроводі, по якому переміщується рідина:

,

де n – число ділянок трубопроводу;

l – довжина ділянки трубопроводу, м;

d – діаметр ділянки трубопроводу, м;

– сума коефіцієнтів місцевих опорів;

h – висота підйому газу в трубопроводі, м;

λ – коефіцієнт тертя на ділянці трубопроводу, знаходять за формулою Філоненка

,

де Re – критерій Рейнольдса,

критерій Рейнольдса розраховуємо за формулою ,

 

 

 

Відповідно до даних  таблиці 2.5.3.1 сума коефіцієнтів місцевого  опору становить:

=0,5+0,15+1,1 5+1=7,15;

ℓ=6+2+11+2+1+3=25;

Таблиця2.5.3.1– Значення коефіцієнтів місцевого опору

Види місцевого Опору
Вхід	0,5
Засувка	0,15
Кутик	1,1
Вихід	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для вибору вентилятора  втрати тиску збільшують на 10 %,

Р+10%=1976,15 Па.

Підбір вентиляторів здійснюють за розрахованими втратами тиску в трубопроводі та загальною  подачею газу до апарата очистки.

 

2.6 Розрахунок та підбір насосів

Для переміщення  крапельних рідин необхідно створити різницю тисків, для чого використовують нагнітальні машини. Нагнітальні  машини для переміщення крапельних рідин називаються насосами. Залежно  від тиску, який можуть розвивати  нагнітальні машини, галузь використання насосів практично необмежена.

Для підбору та аналізу  роботи нагнітачів потрібно враховувати  взаємозв'язок між основними параметрами, які їх характеризують: повним тиском р, загальною подачею L, потужністю N, коефіцієнтом корисної дії h, густиною рідини r, яку переміщує нагнітач, геометричним розміром d та інше. Для спрощення вибору найчастіше користуються параметрами L та р.

Оскільки рідина переміщується по трубопроводу, то потрібно розрахувати втрати тиску  в трубопроводі. Розрахунки проводимо спочатку виконавши в аксонометричній проекції креслення під’єднання насоса.

Діаметр трубопроводу розраховуємо, задавшись подачею L, м³/с, і швидкістю v, м/с за формулою:

Для крапельних рідин  беруть швидкість у межах v = 2¸4 м/с.

Розраховуємо втрати тиску у трубопроводі, який збільшують для вибору насосів на 5%.

За розрахованими  втратами тиску в трубопроводі та об’ємними витратами рідини  L проводять підбір насосів.

Примітка: для розрахунку та підбору насосів для перекачування  чистої води об’ємні витрати беруть у розмірі всіє води, яка необхідна  для роботи газопромивача. Для розрахунку та підбору насосів для перекачування  суспензії об’ємні витрати беруть у розмірі суспензії, яка утворилася в апараті очистки. Для розрахунку та підбору насосів для перекачування освітленої рідини об’ємні витрати беруть у розмірі  об’єму фільтрату, який утворюється на барабанному вакуум-фільтрі. 

2.6.1 Розрахунок та підбір насосів для перекачування чистої води

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідно до даних  таблиці 2.6.1.1сума коефіцієнтів місцевого  опору становить:

=0,5+0,15+1,1 5+1=7,15;

ℓ=4+3+8+2+1,5+3,5=22

 

Таблиця2.6.1.1– Значення коефіцієнтів місцевого опору

Види місцевого  опору
Вхід	0,5
Засувка	0,15
кутик	1,1
Вихід	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6.2Розрахунок та підбір насосів для перекачування суспензії

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідно до даних  таблиці 2.6.2.1 сума коефіцієнтів місцевого  опору становить:

Таблиця2.6.2.1– Значення коефіцієнтів місцевого опору

 

Види місцевого  опору
Вхід	0,5
Засувка	0,15
кутик	1,1
Вихід	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=0,5+0,15+1,1 5+1=7,15;

ℓ=4+3+8+2+1,5+3,5=22 м;

 

 

Р+5%=1192334,5Па.

 

2.6.3 Розрахунок та підбір насосів для перекачування фільтрату

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р+5%=123926,25Па.

 

2.7 Розрахунок та підбір тканинних фільтрів

На одному зі ступенів газоочистки можна застосовувати  тканинні фільтри різних конструкцій. Найбільш часто застосовують фільтри  наступних типів: ФРО, ФРКІ, СМЦ, ФРКДІ, ФР, РФІ, ФРВ, ФРН та інші. У тканинних  фільтрах застосовують фільтрувальні  матеріали різних типів, зазвичай це  бавовняна  тканина та фетр. Вид  тканини, що використовується, визначається робочою температурою. Бавовняно-паперові та вовняні тканини застосовуються за температури до 90°С, нітронові  та лавсанові тканини – за температур до 120 – 130°С, а нові синтетичні матеріали  – за температур 250 – 350°С. Після  вибору фільтрувальної тканини розрахунок фільтрів здійснюється в наступній  послідовності:

2.7.1 Залежно від вхідної концентрації забруднюючих речовин беруть величину площі тканини в секціях, що регенеруються, як частку від площі працюючих секцій фільтра за таблицею 2.7.1.1

У відповідності  до наших даних ми обираємо фільтр ФРКДІ 1100.

2.7.2  Вибираємо  спосіб регенерації тканини залежно  від типу фільтра, виду тканини,  забруднюючих речовин. 

2.7.3  Визначаємо  витрату повітря на регенерацію  тканини, м³/ хв:

,

де  – об’ємні витрати запиленого газу з урахуванням підсмоктування, м³/хв.

 

 

Таблиця2.7.1.1– Залежність величини площі тканини в секціях, що регенеруються, від вхідної концентрації

Вхідна  концентрація, г/м3	1-4	4-6	6-8	8-20	більше 20
, частка від площі працюючих  секцій фільтра	0,2	0,25	0,33	0,45	0,5

 

 

2.7.4   Знаходимо загальну площу фільтрації, м²:

,

де  – площа фільтрації в одночасно працюючих секціях, м²;