В результаті розрахунків за вихідними даними, якими є витрати очищуваних газів та необхідний ступінь їх очищення, визначаємо оптимальні гідравлічні та конструктивні параметри.
Вихідні дані наведені у таблиці 5.1
Таблиця 5.1
Вихідні дані для розрахунків
, м³/год
, ºС
, кг/м³
, мг/м³
0,86
Необхідний ступінь очищення газових викидів від заданої токсичної речовини:
де та - концентрації токсичної речовини в газі, відповідно, до та після абсорбера.
Необхідний об’єм пустотілого абсорбера визначають за формулою:
де: - кількість абсорбованого компонента, кг/год;
- коефіцієнт масопередачі, кг/(м³*год*Па);
- середня рухома сила процесу абсорбції, Па.
Кількість абсорбованого компонента в апараті:
де: - витрати очищуваних газів, м³/год;
та – концентрації токсичної речовини в газі, відповідно, до та після абсорбера;
щільність токсичної речовини з врахуванням температури, кг/м³.
Коефіцієнт масопередачі визначають за формулою, кг (м³*год*Па):
де: - коефіцієнт дифузії газу, що вловлюється в апараті, м²/с (для оксиду азоту 9,4* ;
- діаметр вихідного отвору розпилювача, м;
- коефіцієнт Кірпічьова, значення якого обчислюють залежно від абсорбованого компонента та використаного абсорбента за формулою:
для системи оксид азоту – розчин карбонату натрія
де:
При визначенні коефіцієнта значення якого приймають при концентрації 100 г/л та відповідній температурі.
Критерії та симплекси подібності в рівнянні мають такі значення.
Критерій Рейнольдса для розпилювальної рідини:
де: - частота обертання розпилювача, (20…30 об/с);
де: – щільність зрошення, яка залежить від об’ємної швидкості газу та знаходиться в межах для системи оксид азоту – розчин карбонату натрію (4…10 м³(м²/с)).
Дифузійний критерій Прандтля для рідини:
де: - коефіцієнт дифузії розпилювальної рідини, м/с (для оксидів азоту в рідині 1,7• ).
Симплекс подібності полів концентрацій:
де: - концентрація токсичної рідини в газі на вході в абсорбер, г/л;
- концентрація розчину абсорбента, що дорівнює 100 г/л.
Симплекс подібності полів в’язкості:
Площу поперечного перерізу абсорбера обчислюють за формулою:
Діаметр абсорбера визначають за формулою:
=0,68м
де: - кількість абсорберів, яка у випадку > 6 м приймається більше одного.
Висота активної частини абсорбера:
Загальна висота абсорбера визначається як:
Витрати рідини на зрошення:
Кількість форсунок, яка необхідна для зрошення газового потоку:
де: – продуктивність однієї форсунки, що визначається її типом (0,1 – 4,5 м³/год).
Гідравлічний опір абсорбента визначається за формулою:
де: – опір крапле вловлювача, значення якого близько 200 Па;
- втрати тиску на подолання сил тертя, величина яких рівна
де: - коефіцієнт гідравлічного опору (1,5…1,6);
, – коефіцієнти місцевих опорів на вході та виході в абсорбер ( =0,5, =1,5);
- швидкість газів на вхідному та вихідному патрубках абсорбера ( =15...20 м/с
ВИСНОВОК
У загальному випадку порядок вибору типу очисних пристроїв і фільтрів визначається наступною схемою: виявлення характеристик викидів (температура, вологість, вид і концентрація домішок, токсичність, дисперсність і т.п.); визначення типу очисного чи пристрою фільтра по витраті газу, необхідної ступеня очищення, можливостей виробництва й інших факторів; оцінка робочої швидкості газів; техніко-економічний аналіз можливих варіантів очищення; розрахунок параметрів очисного пристрою; проектування і вибір очисного чи пристрою фільтра.
При виборі засобів для очищення викидів в атмосферу варто мати на увазі наступні особливості:
• сухі механічні способи і пристрої не ефективні при видаленні дрібнодисперсної і пилу, що налипає;
• мокрі методи не ефективні при очищенні викидів, у яких містяться погано злопаються й утворять грудки речовини (наприклад, цемент);
• електроосаджувальні не ефективні при видаленні забруднень з малим питомим опором і погано заряджаються електрикою;
• рукавні фільтри не ефективні при очищенні викидів із тих, що налипають і зволоженими забрудненнями;
• мокрі скрубери не застосовні для роботи поза приміщеннями в зимових умовах.
Для покращення екологічного стану навколишнього природного середовища необхідне технічне переозброєння виробництва на основі впровадження новітніх наукових досягнень, енерго- і ресурсозберігаючих технологій, безвідходних та екологічно чистих технологічних процесів, розв’язання проблем знешкодження і використання всіх видів відходів.
Необхідно створити такі економічні механізми, щоб підприємців не примушували, а щоб вони самі були зацікавлені у вкладанні коштів на впровадження нових екологічно-небезпечних, ресурсо-економних, безвідходних технологій, а з іншого боку – щоб був гарант у стабільності і стійкості розвитку своєї справи. А це досягається шляхом застосування оптимального оподаткування, обґрунтованих норм і відрахувань за природні ресурси, організації високоефективної страхової, юридичної політики. Такий підхід змінив би і структуру податків на природоохоронні заходи. За сприятливих економічних умов підприємці могли б втілити масу цікавих, вкрай необхідних проектів утилізації відходів, поліпшення якості питної води, ефективного використання підземних вод, зменшення загазованості, шумів, очищення озер, річок, морів, запровадження нових форм екології тощо.