1. Trang chủ >
  2. Luận Văn - Báo Cáo >
  3. Kỹ thuật >

Bảng 2.9 Thông số chất lượng không khí đầu vào.

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (651.7 KB, 76 trang )


39



Tháp có hình tròn nên ta có:

S = π×R2 = π×



→D=



×



=



× ,



= 1,57 (m)



Trong đó:

D: đường kính của thùng rửa khí rỗng (m)

R: Bán kính của thùng rửa khí rỗng (m)

Chọn đường kính của thùng rửa khí rỗng là 1,5 (m)

Kiểm tra lại vận tốc khí vào thiết bị v = 1,09 (m/s) trong tiêu chuẩn cho phép.

Chiều cao hữu ích của tháp:

H = 2D = 21,5 = 3 (m)

Chiều cao nắp trên tháp bằng chiều cao đáy tháp lấy bằng 0,25×D :

Hd = Ht = 0,25× 1,5 = 0,375 (m)

2.4.1.1.



Tính toán vòi phun



Lượng nước cần thiết vào khoảng 0,8  1( l /m3 khí). Chọn 0,8 ( l /m3 khí). Lưu lượng

nước toàn phần:

Ln = 0,8×Qk = 0,8×1,94 = 1,552×10-3 (m3/s) = 5,59 (m3/h)

Nước được phun ra bằng 150 lỗ phun đường kính 1mm, ta phân bố theo hình lục

giác. Buồng phun làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường (t =

350C, p = 1atm)

Vận tốc dòng nước:

Vn =



×

× ×



=



× ,



×



× ×( ×



)



= 13,18 (m/s)



Vậy vận tốc nằm trong giới hạn cho phép khoảng 12 – 16 (m/s)

Vận tốc tương đối giữa nước và không khí khi khí và nước chuyển động ngược

chiều:



40



vk-n = vk + vn = 1 + 13,18 = 14,18 (m/s)

Trong đó:

vk : Vận tốc không khí (m/s)

vn: Vận tốc dòng nước (m/s)

Tỷ lệ giữa lưu lượng nước và khí:

=



,



×



= 8×10



,



Đường kính giọt nước:

,



.



dn =



×



+ 53,4×



,



×



×



Trong đó:

-



vk-n vận tốc tương đối giữa khí và nước 14,18 (m/s)



-



 n khối lượng đơn vị của nước 1000 (kg/m3)



-



 sức căng bề mặt của nước 71,027.10-3 (N/m)



-



µn hệ số nhớt động học của nước 0,937.10-3 (Pa.s)



-



Ln lưu lượng nước 1,552×10-3 (m3/s)



-



Lk lưu lượng khí: 1,94 (m3/s)

dn =



.

,



×



,



×



+53,4×



= 3,7×10-4 (m)

Ta có:

Ln = α×vn×S

Trong đó:

S: Diện tích thùng rửa khí rổng (m2)

vn: Vận tốc dòng nước (m/s)



,

,



,



×

×



×



×



,



×

,



,



41



α: Hệ số lưu lượng nước

Hệ số lưu lượng nước:

→α=



=



×



,



×

,



× ,



= 6,1×10-5



Số giọt nước chứa trong tháp:

× × ×



N=

2.4.1.2.



×



=



× , ×



× ,



×

)



×( , ×



= 1,34×107 (giọt)



Tính toán hiệu suất



Đối với những hạt bụi có d > 10  m thì thùng rửa khí rỗng đã xử lý hết 100%

Đối với những hạt bụi có d = 5  m

Ta có hệ số Stokes:

Stk =



×



×



× ×



Trong đó :

:



đường kính hạt bụi (m)



b : khối lượng riêng của bụi. b = 1100 (kg/m3)

 : Hệ số nhớt động lực của khí.



vb  vk  vn : Vận tốc tương đối của hạt bụi đối với giọt nước, vb = 14,18



(m/s)

dn : đường kính giọt nước, dn = 3,7.10-4 (m)



Ta có: Hệ số nhớt động học của khí:

/



μt =



×



×



Trong đó:

-



0



o



C



hệ số nhớt của khí ở 0oC 17,17.10-6 Pa.s



42



-



t nhiệt độ của khí 200oC



Vậy ta có:

/



μt = 17,17×10-6 ×



= 2,6×10-5 (pa.s)



×



Chuẩn số Stk:

×



Stk =



×



×



=



× ×



×



× , ×



×

× , ×



,



= 2,25



Hiệu quả thu giữ bụi của giọt nước hình cầu:

ɳe = (



)



,



=(



,

,



)



,



= 0,75



Ta có:

ln



=



×ɳ ×

×



×

×



×

×



=



× ,



× ,



× , ×



×

×



,



×

×



,



= 7,84



Trong đó:

-



ηe hệ số hiệu quả thu giữ bụi của nước 0,75



-



Lưu lượng nước toàn phần : 5,59 (m3/h)



-



Lk nồng độ bụi đầu vào 7000 (m3/h)



-



vn vận dòng nước 13,18 (m/s)



-



dn đường kính giọt nước 3,7×10-4 m



-



H chiều cao thiết bị 3 (m)



Ta có hiệu quả xử lý bụi của thiết bị:

ɳ=



= 1-



×ɳ × × ×

× × ×



= 1-e-7,84 ≈ 99%



Theo tính toán thì hiệu quả thu giữ hạt bụi có đường kính hạt d = 5µm là 99%, tuy

nhiên trên thực tế hiệu quả của thùng rửa khí rỗng chỉ đạt 80 – 90%. Vậy chọn hiệu

suất thực tế của thiết bị này là



= 85%



43



2.4.1.3. Tính toán các thông số đầu ra

Khối lượng riêng của hỗn hợp khí:

ρk = ρktc ×



= 0,75 (kg/m3)



= 1,293 ×



Lượng hệ khí vào thùng rửa khí rỗng:

Gv = ρk×Q = 0,75×7000 = 5250 (kg/h)

Nồng độ bụi đi vào thiết bị thùng rửa khí rỗng:

C1 = Cb = 325 (mg/m3)

Nồng độ bụi trong hệ khí vào thùng rửa khí rỗng:

Yv =



×



=



= 4,3×10-4 = 0,043 (%)



,



Lượng khí sạch ra hoàn toàn:

Gs = Gv×



= 5250×



,



= 5247,7 (kg/h)



Lưu lượng khí sạch ra khỏi thùng rửa khí rỗng là:

Qs =



=



,

,



= 6997 (m3/h)



Tổng lượng bụi vào thiết bị:

Gb = Q×Cb = 7000× 325×10-6 = 2,275 (kg/h)

Khối lượng bụi bị giữ lại trong thiết bị:

Gbụi giử lại = ɳtt × Gb = 85%×2,275 = 1,934 (kg/h)

Khối lượng bụi còn lại theo dòng khí ra thùng rửa khí rỗng sau khi xử lý là :

Gbụi ra = Gb × Gbụi giử lại = 2,275 – 1,934 = 0,341(kg/h)

Nồng độ bụi ra khỏi thùng rửa khí rỗng:

C2 =







=



,



= 4,87×10-5 kg/m3 = 0,0487g/m3 = 48,7 (mg/m3)



44



Kết luận: Vậy nồng độ bụi sau khi xử lý còn lại là 48,7 (mg/m3) đã đạt QCVN

19:2009 cột B (200 mg/m3)

2.4.2. Tính toán thiết bị phụ trợ

2.4.2.1.



Đường kính ống dẫn



 Tính đường ống dẫn khí vào và ra

Chọn đường kính ống dẫn khí có tiết diện tròn và làm bằng thép mỏng. Chọn chiều

dày của ống 4(mm)

Vận tốc khí trong ống khoảng 10 – 20 (m/s), chọn vận tốc trong ống là 10 (m/s).

Đường kính ống dẫn khí vào và ra:

d1 = d2 =



×

×



×



=



= 0,5 (m)



×



Trong đó:

-



Q : lưu lượng dòng khí đi vào khỏi thùng rửa khí rỗng. Q = 7000 (m3/h)



-



v : vận tốc dòng khí (10-20 m/s). Chọn v = 10 ( m/s)



Chọn d1 = d2 = 0,5 (m) =500 (mm)

 Tính ống dẫn chất lỏng vào tháp

Vận tốc chất lỏng vào tháp nằm trong khoảng 1,5 - 2,5 (m/s) (tra bảng II.2, trang

370, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghiệp hóa chất –Tập 1). Chọn vận tốc chất

lỏng vào tháp v = 2 (m/s).

Đường kính ống dẫn lỏng vào tháp:

d2 =



×

×



=



× ,

× ×



= 0,032 (m) = 32 (mm)



Trong đó:

Ln : lưu lượng nước (m3/h)

v : vận tốc dòng lỏng trong ống dẫn vào tháp (m/s)



45



Vận tốc thực trong ống:

V=



×

×



=



× ,

× ,



×



= 1,93 (m/s)



Bề dày ống b = 1(mm)

Vật liệu làm là thép CT3

Chiều dài đoạn ống nối là 90 (mm) ứng với đường kính 32 (mm) (bảng XIII.32 –

Trang 434 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2)

Chọn ống dẫn chất lỏng ra tháp có đường kính bằng đường kính ống dẫn chất lỏng

vào.

2.4.2.2.



Bộ phận phân phối lỏng



Lưu lượng lỏng qua tất cả vòi phun: Ln = 5,59 (m3/h)

Chọn đường kính lỗ phun là 1 mm = 0,001(m), chọn số lỗ phun là 150 (như đã tính

ở trên)

 Kết cấu vòi phun

Hệ thống vòi phun được bố trí theo hình lục giác đều, số vòi phun trên mỗi cạnh lớn

nhất là 3, tổng số vòi phun là 18.

Số lỗ phun trên 1 vòi là:



= 8,33(lỗ) →Chọn số lỗ là 9 lỗ



Lưu lượng nước qua mỗi vòi là : Lv =



,



= 0,31 (m3/h)



Đường kính lỗ : d = 0,001 (m) = 1(mm)

Chọn bước lỗ t = 7 (mm)

Tổng sổ lỗ lớn nhất trên 1 cạnh a = 3

Số lỗ nằm trên đường chéo b = 5

Đường kính ống vào của vòi phun:

Dống = t×(b-1)+4×d = 7×(5-1) + 4×1= 32 (mm)



46



Chiều cao vòi phun: hv = (2÷4)×dống

hv = 4×dống = 4×32= 128 (mm)

Đường kính miệng vòi phun:

dv = dống + 2hv × tg200 = 32+2×128×tg200 = 125 (mm)

Góc vào của dòng lỏng là 200

Bố trí vòi phun

Hệ thống vòi phun gồm 18 vòi, được bố trí theo hình lục giác đều, khoảng cách giữa

các vòi là :

t = ×Rt = ×0,75 = 0,250 (m)

Góc ra của chùm tia α = 10 ÷ 200 . Chọn α = 200

h=



×



=



,

×



= 0,34 (m) = 340 (mm)



Giữ cố định thiết bị phân phối lỏng bằng các miếng đỡ bằng thép được hàn gắn với

thân tháp. Cố định tại các vị trí đầu ống dẫn phân phối lỏng.

Tại gần vị trí thiết bị phân phối lỏng thiết kế 1 cửa thăm có hình vuông cạnh dài

0,5m để tiện cho việc lắp đặt và sửa sữa thiết bị khi gặp sự cố.

2.4.2.3.



Lưới phân phối khí



Chọn lưới có đặc tính:

Đường kính lỗ phân phối d = 10 (mm)

Bước lỗ t = 12 (mm) lỗ sắp xếp theo hình lục giác đều

Đường kính trong của lưới D = Dtháp = 1,5 (m)

Chọn chiều dày lưới phân phối khí là 50 (mm)

Lưới phân phối khí được thiết kế theo dạng rời ½ để tiện cho việc lắp đặt và sửa

chữa. Lưới được gắn kết bởi 8 bulong kích thước M12.



47



Số lỗ trên một cạnh :

×



a=



+1=



×



×

×



+ 1 = 61,8 (lỗ)



Chọn a = 62 (lỗ)

Tổng số lỗ trên dưới phân phối:

N = 3 × a × ( a – 1 ) + 1 = 3 × 62 × ( 62 – 1 ) + 1 =11347 (lỗ)

Vận tốc khí qua lỗ:

v=

2.4.2.4.



×

× ×



=



×



= 7858,64 (m/h) = 2,2 (m/s)



× ×



Lưới chắn lỏng



Gồm 2 lưới giữa 2 lưới là lớp khâu sứ để giữ hạt lỏng không bị lôi cuốn theo dòng

khí.

Kích thước khâu sứ: 25 × 25 × 3

Chiều dày lớp chắn lỏng: H = 160 (mm)

Đường kính lưới: D = 1.5 (m)

Đường kính lỗ lưới: d = 5 (mm)

Bước lỗ t = 6 (mm)

Lỗ sắp xếp theo hình lục giác đều, số lỗ trên một cạnh là :

a=



×

×



=



×

×



+ 1= 132,67 ≈133 (lỗ)



Chọn a = 133 (lỗ)

Tổng lỗ trên lưới :

N = 3 × a × ( a – 1 ) + 1 = 3 × 133 × ( 133 – 1 ) + 1 = 52669 (lỗ)

Vận tốc khí qua lỗ :

v=



×

× ×



=



×

× ×( ×



)



= 6772,3 (m/h) = 1,88 (m/s)



48



2.4.3. Tính bề dày thân

2.4.3.1.



Chọn vật liệu



Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn, nhiệt độ làm việc t = 35oC, áp suất làm việc

Pmt = 1at = 9,81.104 (N/m2)

Thân hình trụ tròn hàn chịu được áp suất 1,6.106 (N/m2)

Kí hiệu thép CT3 có đặc điểm sau (Bảng XII.4 Trang 309 Sổ tay quá trình và thiết

bị công nghệ hóa chất tập 2) :

6

2

Giới hạn bền:  b  380  10 (N/m )



6

2

Giới hạn chảy:  c  240  10 (N/m )



Chiều dày tấm thép: b = 4 – 20 (mm)

Độ dãn tương đối:  = 25 (%)

Khối lượng riêng:  = 7850 (kg/m3)

Chọn công nghệ gia công là hàn tay bằng hồ quang điện, bằng cách giáp hàn mối 2

bên.

Hệ số hiệu chỉnh:



=1



Hệ số an toàn bền kéo:

Hệ số an toàn bền chảy:



= 2,6

= 1,5



Hệ số bền mối hàn : thân hình trụ hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp

mối 2 bên, đường kính D>=700mm  hệ số bền mối hàn h = 0,95 (Bảng XIII.8 –

Trang 362 - Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2).

2.4.3.2.



Xác định ứng suất cho phép của thép CT3



 Theo giới hạn bền

380  106

 k    

 1  146,15  106 ( N / m2 )

nk

2,6



k



49



Trong đó:

-



k: Giới hạn bền kéo, k = 380.106 (N/m2)



-



nk : Hệ số bền kéo, nk = 2,6



-



: Hệ số hiệu chỉnh,  = 1



 Theo giới hạn chảy

6



 c    c   240 10

nc



1,5



1  160 106 ( N / m2 )



Trong đó:

-



c: giới hạn bền chảy, c = 240.106 (N/m2)



-



nc: Hệ số bền kéo, nc = 1,5



-



: Hệ số hiệu chỉnh,  = 1



Ta lấy giới hạn bé hơn trong 2 ứng suất cho phép ở trên làm ứng suất cho phép tiêu

chuẩn.

[] = 146,15 x106 (N/m2) = 146,15 (N/mm2)

2.4.3.3.



Chiều dày thân



Áp suất tĩnh trong phần dưới thân thiết bị:

Ptt = ρ×g×H = 1000×9,81×3= 29430 (N/m2)

Áp suất tính toán trong thiết bị:

P = Pmt + Ptt = 9,81×104 + 29430 = 127530 (N/m2) = 0,12753 (N/mm2)

Bề dày thân hình trụ làm việc chịu áp suất trong, tính theo lý thuyết vỏ mỏng:

Ta có:

[ ]



×



=



,



×0,95 = 1072,14 ˃ 50



,



Nên công thức tính bề dày tối thiểu của thân thiết bị:

S=



×

×[ ]×



=



× ,

×



,



× ,



= 0,69 (mm)



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.pdf) (76 trang)

×