Теоретические основы процесса
Оглавление
| Введение………………………………………………………………4 | 4 |
| Исходные данные…………………………………………………….6 | 5 |
| 1. Анализ исходных данных………………………………………........9 | 6 |
| 2. Технологическая часть……………………………………………...11 | 8 |
| 2.1 Теоретические основы процесса……………………………….11 | 8 |
| 2.2 Сравнительная характеристика и разработка вариантов технологической схемы очистки газов………………………………12 | 9 |
| 2.3 Выбор наиболее рациональной схемы установки и основного пылегазоочистного оборудования. Составление принципиальной схемы очистки газов……………………………………….15 | 1 |
| 2.4 Описание механической очистки газов с представлением ее на рисунке…………………………………………………………..16 | 1 |
| 2.5 Разработка балансовой схемы очистки газов с представлением ее на рисунке…………………………………………………….18 | 1 |
| 2.6 Устройство, принцип работы основных аппаратов…………..19 | 1 |
| 2.7 Требования безопасности при обслуживании и ремонте основного оборудования………………………………………….…..25 | 2 |
| 3. Расчетная часть…………………………………………………..…27 | 2 |
| 3.1 Расчет необходимой суммарной степени очистки промышленных газов………………………………………………………...27 | 2 |
| 3.2 Расчет массы веществ…………………………………………..27 | 2 |
| 3.3 Обоснованное достижение нормативов ПДВ и проведение расчета платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу..30 | 2 |
| Библиографический список……...………………………………...34 | 3 |
|
|
|
Введение
В наше время во всем мире атмосферный воздух загрязняется вредными веществами. В городах воздух очень сильно загрязняют вредные выбросы промышленных предприятий. Исследование атмосферы позволило установить, что воздух и на высоте 11 км загрязнен выбросами промышленных предприятий. Также в последние годы стали появляться фотохимические туманы, возникающие из-за воздействия интенсивной ультрафиолетовой радиации на выхлопные газы машин.
В настоящее время с ростом и бурным развитием промышленности большое внимание уделяется ее экологической обоснованности, а именно проблеме очистке и утилизации отходов. В данном курсовом проекте разрабатывается наиболее рациональная технологическая схема очистки промышленных газов от загрязняющих веществ.
К трудностям очистки газов от загрязнителей относится в первую очередь то, что объемы промышленных газов, выбрасываемых в атмосферу, огромны.
Очистку газов производят с целью дальнейшего использования самого газа или содержащихся в нём примесей; выбрасываемые в атмосферу промышленные газы очищают с целью охраны воздушного пространства от загрязнений вредными веществами.
|
|
|
Цель курсовой работы:
Изучить технологии и оборудование для очистки промышленных газов от загрязняющих веществ.
Задачи курсовой работы:
-Разработать варианты схемы очистки газов;
- Выбрать наиболее рациональной схемы установки и основного пылегазоочистного оборудования. Составить принципиальную схему очистки газов;
- Описать механизмы очистки газов пылегазоулавливающих установок принятых в схеме;
- Разработать балансовой схемы очистки газов;
- Произвести расчеты необходимой суммарной степени очистки промышленных, расчет массы веществ и расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Задание
В курсовой работе представлена таблица 1, в которой находятся исходные данные содержащие основные параметры необходимые для выбора технологической схемы очистки промышленных газов от загрязняющих веществ. (вариант №1).
Таблица 1
Исходные данные
| № | Параметры | Значение параметра | ||||
| 1 | Объем пылегазового потока на выходе из технологического агрегата, тыс.нм3/час | 40 | ||||
| 2 | Температура газового потока на выходе из технологического агрегата, 0С
| 195 | ||||
| 3 | Точка росы, 0С | 35 | ||||
| 4 | Концентрация вредных веществ на выходе из технологического агрегата, г/нм3 | Пыль | 19 | |||
| Диоксид азота | 1,0 | |||||
| Оксид углерода | 0,008 | |||||
| Диоксид серы | 0,8 | |||||
| 5 | Дисперсный состав пыли, % Весовые для частиц пыли, мкм Фракционная степень очистки газов в циклоне h, % | h, % | мкм | |||
| 30 | 0-5 | 15 | ||||
| 55 | 5-10 | 5 | ||||
| 80 | 10-20 | 15 | ||||
| 90 | 20-30 | 30 | ||||
| 95 | >30 | 35 | ||||
| 6 | Медианный диаметр, мкм | 20 | ||||
| 7 | Смачиваемость пыли, % | 75 | ||||
| 8 | УЭС слоя пыли, Ом·см: При температуре, 0С | 4·1012 50 | ||||
| 9 | Предельно допустимая концентрация выброса вредных веществ в атмосферу, г/нм3 | Пыль | 0,02 | |||
| Диоксид азота | 0,02 | |||||
| Оксид углерода | 0,01 | |||||
| Диоксид серы | 0,02 | |||||
| 10 | Наличие (+), отсутсвие (-) могильника* | + | ||||
| 11 | Наличие (+), отсутсвие (-) хвостохранилища* | + | ||||
| 12 | Время работы технологического агрегата, час/сутки | 125 | ||||
| 13 | Время работы технологического агрегата, дней/год | 300 | ||||
| 14 | Подсос воздуха в схеме очистки, в % | 8 | ||||
*Примечание: допускается использовать два вида захоронения уловленной пыли
Дополнительные параметры, необходимые для расчетов, берутся из каталогов и рекомендуемой литературы. Эти данные представлены ниже :
1) Пылегазовый поток образуется в энерготехнологическом агрегате;
|
|
|
2) Пыль на выходе из технологического агрегата полидиспресна;
3) Частицы неправильной формы;
4) Насыпная плотность пыли составляет 800-900 кГ/м3;
5) Угол естественного откоса равен 50-55 град;
6) Удельная поверхность пыли занимает 15000 – 20000 см2/Г;
7) Коэффициент абразивности пыли 0,5·10-12 м2/кГ;
8) Все виды пыли не взрывоопасны. Химический состав пыли, %:
- оксид олова: 20 – 30*;
- оксид цинка: 10 – 15;
- оксид алюминия: 18 – 30;
- оксид железа: 10 – 15;
- двуокиси кремния: 20 – 25;
- оксид мышьяка: 0,2 – 0,5;
- соединения свинца: 0,1 – 0,3;
- другие вещества: 5 – 10
9) Минимальная среднемесячная температура региона – 20 0С.
При расчете размера платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу принимается коэффициент экологической ситуации Северо-Кавказского экономического региона – 1,6, коэффициент инфляции – 1,89.
Нормативы платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу представлены в таблице 2. Нормативы платы приведены в новом масштабе цен, введенном Постановление Правительства Российской Федерации от 12 июня 2003 года №344.
Таблица 2
Нормативы платы
| Код вещества | Наименование Вещества | Плата в пределах нормативов (ПДВ), руб/т | Плата в пределах лимитов (ВСВ), руб/т |
| 2908 | Пыль неорганическая 20-70% двуокиси кремния | 21 | 105 |
| 0301 | Диоксид азота | 52 | 260 |
| 0337 | Оксид углерода | 0,6 | 3 |
| 0330 | Диоксид серы | 40 | 200 |
Результаты расчетов платы за выбросы загрязняющих веществ оформляются в виде расчетов и сводятся в таблицу 3.
В пыли содержатся ценные, с экономической точки зрения, вещества – оксид олова стоимостью 150 руб/кг, и оксид цинка стоимость составляет 75 руб/т.
Анализ исходных данных
В различных отраслях промышленности при сжигании топлива, при металлургических и механических процессах в атмосферу выделяется большое количество твердых и жидких частиц. Знание физико-химических свойств этих частиц, а также особенностей производства, позволяет выбрать наиболее эффективную систему очистки газов, разработать методы контроля работы газоочистного оборудования и выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, поэтому, в первую очередь, произведем анализ дополнительных исходных данных, которые дают такую информацию.
Известно, что пылегазовый поток образуется в энерготехнологическом агрегате, на выходе из которого пыль полидисперсна, что подтверждается ее дисперсным составом, который представлен в таблице 1.
Дисперсный состав является важнейшей характеристикой пылей и имеет решающее значение при выборе систем и аппаратов очистки газов металлургического производства. Он определяется различными лабораторными методами. Наиболее распространенный - ситовый рассев, который позволяет определять состав пыли с частицами размером до 40 мкм и выявлять относительное содержание частиц различных размеров.
Размеры частиц пыли различны, имеют неправильную форму, но в исходных данных дан медианный диаметр d50 – средний размер зерен, по которому пыль можно разделить на две равные доли. Масса всех частиц мельче d50 составляет 50 % всей массы пыли так же, как и масса частиц крупнее d50 составляет оставшиеся 50 %. Это параметр важен при выборе первичной ступени очистки, поскольку различные пылеулавливающие установки могут улавливать определенные минимальные размеры частиц пыли.
Угол естественного откоса показывает требуемое значение наклона поверхности для стекания уловленной пыли, и относится к случаю, когда происходит падение частиц на плоскость. Учитывается при расчете и разработке схемы конструкции газоочистного сооружения. Однако в данной курсовой работе расчет конструкции не будет производиться.
Насыпная плотность сыпучего строительного материала – это его плотность в неуплотненном состоянии. Величиной насыпной плотности пользуются для определения объема, который занимает пыль в бункерах сухих газоочистных аппаратов. Она учитывает не только объем самих частиц материала (песчинок или отдельных камней гравия), но и пространство между ними, так что насыпная плотность меньше, чем плотность обычная. При уплотнении сыпучего материала, его плотность, соответственно, становится больше.
Удельную поверхность - отношение общей поверхности пористого или диспергированного в данной среде тела к его объёму или массе. Удельная поверхность пыли тесно связана со степенью дисперсности пыли, которая увеличивается с повышением дисперсности. Поглотительная способность адсорбентов, эффективность твёрдых катализаторов, свойства фильтрующих материалов напрямую зависят от величины удельной поверхности. Данную величину чаще всего определяют по количеству адсорбированного материалом инертного газа и по воздухопроницаемости слоя порошка или пористого материала. Адсорбционными методами получают наиболее достоверные данные.
Смачиваемость пыли характеризует ее способность смачиваться водой. Обычно выражается в %. Чем меньше размер частиц пыли, тем меньше их способность смачиваться. Соответственно, чем крупнее частицы пыли и чем округлее их форма, тем слабее силы, удерживающие газовую оболочку вокруг поверхности части и, следовательно, тем больше их способность смачиваться. Смачиваемость пыли зависит и от ее химического состава.
Абразивность пыли - способность пыли проникать во внутренние части механизмов и изнашивать их рабочие поверхности. Это свойство учитывается при расчетах аппаратуры (выбор скорости газа, толщины стенок аппаратуры и облицовочных материалов).
Повышенная взрывоопасность пылеприготовительной установки создает ее аварийное состояние, которое влияет на выбор оборудования. Если такая опасность существует, то следует выбирать оборудование с противовзрывными особенностями конструкции, например с наличием крышки.
Химический состав пыли определяет экономическую эффективность очистки, т.к. в состав пыли входят ценные вещества. В данном случае экономический интерес представляют олово и цинк, их стоимость в пыли соответственно равны 150 руб/кг и 75 руб/т.
Минимальная среднемесячная температура региона, как и точка росы, определяет выбор месторасположения оборудования, например в здании или на открытом воздухе.
Приведенные данные о коэффициентах инфляции и экологической ситуации региона, нормативах платы нужны для расчета платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и составления итоговой таблицы 5.
Технологическая часть
Теоретические основы процесса
Процесс обеспыливания включает три элемента: пылеулавливание (ПУ), пылеочистку (ПО) и рассеивание пыли (РП). Каждый элемент можно реализовать различными методами ( аэродинамическим, электромагнитным, механическим и др.), которые определяются характером направленных внешних воздействий на пылевой аэрозоль. Любой метод может быть осуществлен различными способами (орошением пеной, паром т.д.), а способ - техническими средствами.
В основу действия аппаратов для очистки аэрозольных выбросов положен определенный физический механизм. В улавливающих устройствах применяют следующие способы отделения взвешенных частиц от взвешивающей среды, т.е. воздуха (газа): осаждение в гравитационном поле, осаждение под действием сил инерции, осаждение в центробежном поле, фильтрование, осаждение в электрическом поле и др.
Наиболее распространенным оборудованием для улавливания дисперсных частиц из воздушно-газовых потоков являются сухие гравитационные и инерционные вихревые осадители, фильтры различных конструкций, электрофильтры.
В целом система очистки воздуха и газов может содержать оборудование нескольких типов, соединенное в последовательную цепочку по мере повышения эффективности пылеулавливания. Пылеулавливающее оборудование, в котором отделение пыли от воздушного потока осуществляется последовательно в несколько ступеней, отличающихся по принципу действия, конструктивным особенностям и способу очистки, относят к комбинированному пылеулавливающему оборудованию.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 324; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!