Расчет аппаратаов

2.2 Технологический расчет скруббера Вентури

Скруббер Вентури — устройство для очистки газов от примесей. Работа его основана на дроблении воды турбулентным потоком газа, захвате каплями воды частиц пыли, коагуляции этих частиц и последующим осаждением в каплеуловителе инерционного типа. Простейший скруббер Вентури включает трубу Вентури и прямоточный циклон. скоростной мокрый пылеуловитель, в котором частицы пыли осаждаются на каплях, полученные при интенсивном дроблении жидкости газовым потоком, движущимся с высокой скоростью (40—150 м/с). . Основной частью пылеуловителей является труба-распылитель (труба Вентури), в которой происходит интенсивное дробление жидкости.

Рисунок №4

 
 
 
 
 
 
 

1. Рассчитаем  требуемую эффективность пылеуловителя:
2. Находим число единиц переноса:
3. Находим значение удельной энергии:
4. Находим количество воздуха при рабочих условиях:
5. Находим общий расход воды на трубы Вентури:
6. Рассчитаем гидравлическое сопротивление скруббера Вентури:
7. Находим плотность сухого газа при н.у. на входе в трубу Вентури:
8. Рассчитаем температуру газа на выходе из трубы Вентури:
9. Находим влагосодержание газа на выходе из трубы Вентури:
10. Находим влагосодержание газа на выходе из трубы Вентури:
11. Находим влагосодержание на выходе из трубы Вентури:
12. Находим плотность газа при р.у. на выходе из скруббера Вентури:
13. Находим количество газа на выходе из трубы Вентури:
14. Рассчитаем размеры инерционного пыле- и каплеуловителя:
15. Рассчитаем гидравлическое сопротивление бункера:
16. Находим диаметр скруббера:
17. Рассчитаем действительную скорость газа в скруббере:
18. Определяем высоту рассматриваемого скруббера:
19. Рассчитаем гидравлическое сопротивление скруббера – каплеуловителя:
20. Рассчитаем гидравлическое сопротивление труб Вентури:
21. Рассчитаем скорость газа в горловине трубы Вентури:
22. Рассчитаем число труб Вентури:
23. Уточняем скорость газа:
24. Получим:
25. Рассчитаем диаметр входного сечения конфузора:
26. Рассчитаем диаметр входного сечения конфузора:
27. Находим длины отдельных частей трубы Вентури:
28. Длина горловины: , длина диффузора:
29. Полная длина каждой трубы Вентури:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исходные данные:

f1 (влагосодержание газа) = 0,012 г/м3

V0 (количество газа) = 55,5 м3/с

t (температура газа, поступающего в газоочистку) = 60°С

z1 (запыленность газа) = 100 г/м3

p (разрежение перед трубами Вентури) = 2000 Па

Pбар (барометрическое давление) = 98659 Па

Состав сухого газа:

aN2 = 73.8%

aO2 = 20%

aСO2 = 0.2%

aH2O=6%

М(молекулярная масса компонентов газовой смеси)кг/моль:

MN2 = 28

MO2 = 32

MСO2 = 44

MH2O=18

Z2 (требуемая конечная запыленность газа) = 90 мг/м3

t1в (температура воды, подаваемой в аппараты) = 30°С

Дисперсный состав пыли:

 
 

CLS

        f1 = .012

        V0 = 55.5

        t = 60

        z1 = 100000

        z2 = 50

        p = 2000

        Pbar = 98659

        bco2 = .2

        bn2 = 73.8

        bo2 = 20

        bh2o = 6

        Mco2 = 44

        Mn2 = 28

        Mo2 = 32

        Mh2o = 18

        t1v = 30

        m = 1

        PH2O = 300000

        vb = 2.5

        E = 80

        Eskr = 34

        Ec = .15

        Vsk = 4.5

        pi = 3.14

        rog = 996

        alf = 25

        alf2 = 6

        A = 6.4 * 10 ^ (-4)

        B = 1.0529

        D2 = .42 

        dn = (z1 - z2) / z1

        PRINT "dn="; dn

        Np = LOG(1 / (1 - dn))

        PRINT "Np="; Np

        Kt = (Np / A) ^ (1 / B)

        PRINT "Kt="; Kt

        Wvl = V0 * ((Pbar * (273 + t)) / (273 * (Pbar - p))) + (1 + (f1 / .804))

        PRINT "Wvl="; Wvl

        Vw = m * Wvl

        PRINT "Vw="; Vw

        dp = Kt - PH2O * m * 10 ^ (-3)

        PRINT "dP="; dp

        ro0 = (1 / 22.4) * (Mco2 * (bco2 / 100) + Mn2 * (bn2 / 100) + Mo2 * (bo2 / 100))

        PRINT "ro0="; ro0

        t2 = ((.133 - .041 * m) * t) + 35

        PRINT "t2="; t2

        X0 = f1 / ro0

        PRINT "X0="; X0

        X2 = .09

        f2 = X2 * ro0

        PRINT "f2="; f2

        x1 = f1 / ro0

        PRINT "x1="; x1

        h = 1.01 * 10 ^ 3 * t + x1 * 10 ^ 3 * (2493 + 1.97 * t)

        PRINT "h="; h

        O2 = (h - 1.01 * 10 ^ 3 * t2) / ((2493 + 1.97 * t2) * 10 ^ 3)

        PRINT "O2="; O2

        l2 = O2 * ro0

        PRINT "L2="; l2

        r2 = ((ro0 + l2) * 273 * (Pbar - p - dp)) / ((1 + (l2 / .804)) * Pbar * (273 + t2))

        PRINT "r2="; r2

        V2 = V0 * (ro0 / r2)

        PRINT "V2="; V2

        Db = 1.13 * SQR(V2 / vb)

        PRINT "Db="; Db

        dPb = E * (vb ^ 2 / 2) * r2

        PRINT "dPb="; dPb

        Dskr = 1.13 * SQR(V2 / Vsk)

        PRINT "Dskr="; Dskr

        d1skr = 4.4

        wskr = (4 * V2) / (pi * d1skr ^ 2)

        PRINT "wskr="; wskr

        Hck = 3.8 * d1skr

        PRINT "Hck="; Hck

        dpck = Eskr * (wskr ^ 2 / 2) * r2

        PRINT "dpck="; dpck

        Dptv = dp - dPb - dpck

        PRINT "Dptv="; Dptv

        Eg = .63 * Ec * (.001) ^ -.3

        PRINT "Eg="; Eg

        w2 = SQR((2 * Dptv) / (Ec * (r2 + .63 * (m * 10 ^ -3) ^ .7 * 996)))

        PRINT "w2="; w2

        N1 = (4 * V2) / (pi * D2 ^ 2 * w2)

        PRINT "N1="; N1

        N2 = 4

        u2 = (4 * V2) / (3.1415 * D2 ^ 2 * N2)

        PRINT "u2="; u2

        M1 = ((2 * Dptv) / (.63 * 996 * Ec * u2 ^ 2) - (r2 / (.63 * 996))) ^ (1 / .7)

        PRINT "M1="; M1

        vi1 = 20

        ni = 3

        Du1 = 1.13 * SQR(Vw / (vi1 * ni))

        PRINT "Du1="; Du1

        Du3 = 1.13 * SQR(V2 / (vi1 * ni))

        PRINT "Du3="; Du3

        l1 = (Du1 - D2) / (2 * .22169)

        PRINT "l1="; l1

        l2 = .15 * D2

        PRINT "l2="; l2

        l3 = (Du3 - D2) / (2 * .0524)

        PRINT "l3="; l3

        Lu = l1 + l2 + l3

        PRINT "Lu="; Lu

Выбираем ГВПВ-0,140-400, КЦТ-2400, 4 трубы Вентури, 4 каплеуловителя 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Конечные результаты:

η = 0,9995

Np = 7,600856

Kт = 7412,449(кДж/1000м3)

Vвл = 70,11348(м3/с)

Vв =70,11348 (л/с)

∆p = 7112,449(Па)

ρ0 = 1.212143 (кг/м3)

t2 = 40,52(°C)

x0 = 0.009899823 (кг/кг)

х2=0,090 9кг/кг)

f2 = 0,10909 (кг/м3)

h = 86450,41 (Дж/кг)

х1=0.009899823 (кг/кг)

х2=0,01769464(кг/кг)

f2 = 0,02144844(кг/м3)

ρ2 = 0.949 (кг/м3)

V2 = 70,84348(м3/с) = 255036,528(м3/ч)

Dб = 6,015(м)

∆pб = 237,4034 (Па)

Dскр.к.у. = 4,4835(м)

Vскр.к.у. = 4,66149(м/с)

Н скр.к.у. = 16,72(м)

∆p скр.к.у. = 350,7886(Па)

∆pтв = 6524,257(Па)

V2 = 121,0780(м/с)

*ж = 0,75

n = 4,225378 (шт)

V2 = 127,8393 (м/с)

m = 8,295765E-04 (л/м3)

D1 = 1,221528(м)

D3 = 1,227871(м)

L1 = 1,807769(м)

L2 = 0,063(м)

L3 = 7,708694(м)

L = 9,579462(м) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3 Графики  зависимости скруббера Вентури

 
 

 

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3 Графики  зависимости скруббера Вентури

1. График зависимости числа труб Вентури n((шт) от диаметра горловины D2(м): n=f(D2), при увеличении D2 n уменьшается.