Лабораторная работа выполняется под контролем преподавателя или лаборанта в следующем порядке:
1) Провести анализ запыленности воздуха на входе в пылеуловитель, для чего:
- соединить пылевую камеру и воздуходувку с электросетью;
- взять чистый фильтр, взвесить его на аналитических весах с точностью до 0,1 мг; вес фильтра внести в таблицу 2;
- вставить чистый фильтр в патрон фильтродержателя, зажать его обоймой и соединить фильтродержатель с пылевой камерой резиновым шлангом, предварительно отсоединив его от входного штуцера; во время анализа держать фильтродержатель фильтром вниз;
- включить пылевую камеру и воздуходувку и установить с помощью регулятора заданный расход воздуха, одновременно включив секундомер;
- по истечении заданного времени анализа выключить воздуходувку и пылевую камеру, извлечь фильтр с осевшей на него пылью из фильтродержателя, держа его фильтром вниз, и взвесить фильтр; вес фильтра и время анализа внести в таблицу 2;
- рассчитать концентрацию пыли в воздухе как отношение массы пыли, задержанной на фильтре, к объёму воздуха, протянутого через фильтр.
2) Произвести очистку запыленного воздуха в пылеуловителе, для чего:
- привести лабораторную установку к виду, представленному на рис. 9;
- вставить в фильтродержатель чистый фильтр, предварительно взвесив его на аналитических весах с точностью до 0,1 мг; вес фильтра внести в таблицу 2;
- открыть кран в нижней части сосуда с водой и, убедившись в поступлении воды на решетку пылеуловителя, включить пылевую камеру, воздуходувку и секундомер, установив заданный расход воздуха; при чрезмерном повышении уровня воды с пеной уменьшить подачу воды, повернув кран;
- по истечении заданного времени закрыть подачу чистой воды, повернув кран в положение «закрыто», выключить одновременно воздуходувку, пылевую камеру и секундомер и время анализа внести в таблицу 2 и 3.
3) Провести анализ запыленности очищенного воздуха на выходе из пылеуловителя, для чего вынуть фильтр из фильтродержателя и взвесить его на аналитических весах с точностью до 0,1 мг; вес фильтра внести в таблицу 2. Рассчитать концентрацию пыли в очищенном воздухе по способу, описанному в п. 1).
4) Определить эффективность очистки воздуха лабораторным барботажно-пенным пылеуловителем по формуле (1):
(1)
Сн – концентрация пыли в воздухе на входе в пылеуловитель, мг/м3;
Ск – концентрация пыли в воздухе на выходе из пылеуловителя, мг/м3.
Эксперимент и соответствующие расчеты провести при различных расходах воздуха. Используя полученные данные выстроить графическую зависимость эффективности очистки воздуха в лабораторном барботажно-пенном пылеуловителе от расхода воздуха.
5) Определить расход воды, стекающей в колбы через сливной штуцер Lсл и отверстия в решетке Lут; результаты измерений внести в таблицу 3.
6) Определить концентрацию суспензии, стекающей в колбы через сливной штуцер и отверстия в решетке Ссл и Сут гравиметрическим методом, проведя фильтрование суспензии через предварительно взвешенный бумажный фильтр; результаты измерений внести в таблицу 3.
Таблица 2 - Анализ запыленности воздуха на входе и на выходе из пылеуловителя
| Назва-ние пыли | Время анализа, мин | Расход воз-духа, л/мин | Вес фильтра, мг | Вес задер-жан-ной пыли, мг | Объем воздуха, протяну-того через фильтр, м3 | Концентрация, мг/м3 | ||
| до ана-лиза | после ана-лиза | на вхо-де, Сн | на вы-ходе, Ск | |||||
| - | ||||||||
| - | ||||||||
Таблица 3 - Анализ шлама
| Время анализа | Расход слива Lсл, кг/c | Расход утечки Lyт, кг/с | Концентрация суспензии в сливе Ссл, кг/кг | Концентрация суспензии в утечке Сут, кг/кг |
Используя полученные результаты измерений, выполнить следующее:
1) сделать выводы по экспериментальной части;
2) провести расчет барботажно-пенного аппарата со стабилизатором пены в соответствии с вариантом, выданным преподавателем.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Задание: Рассчитать эффективность работы пенного аппарата для очистки технологических газов, удаляемых после сушки с кипящим слоем и содержащих фосфоритовую пыль. Температура газа 75 0С; температура орошающей воды 250С , начальная концентрация пыли 2 г/м3. Остальные данные для расчета представлены в табл. 5 в соответствии с заданными преподавателем вариантами. Скорость газа в сечении аппарата, исходя из условий стабилизации пены, принимается равной 3 м/с.
Расчет аппарата и его эффективности сводится к определению геометрических размеров корпуса аппарата и общей степени очистки газа от взвешенных частиц
Таблица 4 - Нормализованный ряд аппаратов типа ПАСС
| Тип аппарата | Расход газа, тыс. м /ч | Скорость газа в свободном сечении, м/с | Основные размеры аппарата, мм | |||
| высота Н | диаметр D | диаметр выходного патрубка D1 | диаметр входного патрубка D2 | |||
| ПАСС-Т(Д)-3 | 2,5- 3,4 | 2,9 | 3670 | 600 | 285 | 100 |
| ПАСС-Т(Д)-4 | 3,4- 4,5 | 2,85 | 3790 | 700 | 355 | 100 |
| ПАСС-Т(Д)-5 | 4,5- 6,2 | 2,96 | 3910 | 800 | 400 | 100 |
| ПАСС-Т(Д)-7 | 6,2- 8,4 | 3,05 | 4160 | 920 | 450 | 100 |
| ПАСС-Т(Д)-10 | 8,4- 11,7 | 2,94 | 4300 | 1100 | 500 | 100 |
| ПАСС-Т(Д)-14 | 11,7- 16,5 | 2,95 | 4860 | 1300 | 560 | 100 |
| ПАСС-Т(Д)-20 | 16,5-23,2 | 3,12 | 530'0 | 1500 | 630 | 100 |
| ПАСС-Т(Д)-30 | 23,2-32,6 | 3,05 | 6050 | 1800 | 800 | 150 |
| ПАСС-Т(Д)-40 | 32,6-45,7 | 3,14 | 6710 | 2100 | 900 | 150 |
| ПАСС-Т(Д)-55 | 45,7-64,0 | 3,10 | 7630 | 2500 | 1020 | 150 |
Площадь сечений корпуса аппарата, м2, рассчитывается по формуле (2):
(2)
где V- общий расход газа, м3/ч; 
– скорость газа в корпусе аппарата, м/с.
Диаметр корпуса аппарата можно определить по формуле (3):
(3)
Принимается действительный диаметр корпуса DД (табл. 4), и находится действительная площадь сечения корпуса аппарата Sд по формуле (4) или (5):
(4) или 
(5)
Уточняется действительная скорость газа vг в сечении аппарата (6):
(6)
Расход жидкости Lж, м3/ч, принимается с учетом оптимальной работы аппарата при плотности орошения L0 = 1 м3/(м2∙ч):
(7)
Живое сечение дырчатой решетки Sp вычисляется при высоте слоя пены Hп =100 мм, диаметре отверстий d0 5 мм и плотности жидкости ρж =1000 кг/м3 по следующей формуле (8):
(8)
где Hп – высота слоя пены, м; vг - действительная скорость газа , м/с; d0 – диаметр отверстий, м; L0 – плотность орошения, м3/(м2∙ч); ρж - плотность жидкости, кг/м3.
Затем проверяется действительная высота слоя пены, мм:
(9)
где 
(10), V – общий расход газа, м3/ч; L0 – плотность орошения, л/м3; S0 – относительная площадь свободного сечения решетки, м2/м2; в расчете S0=Sр.
Шаг между отверстиями в случае ромбической разбивки (11):
(11)
Степень фракционной очистки для плохо смачиваемых пылей (в %) может быть рассчитана по формуле (12):
(12)
где dm – средний эквивалентный размер частиц фракции, мкм.
(13)
Cтепень фракционной очистки вычисляется для каждой фракции.
В результате вычислений степени фракционной очистки:
| dt, мкм | 0-5 | 5-10 | 10-15 | 15-20 | 20-30 | >30 |
| ηф, % |
Общая степень очистки находится, как (14):
(14)
где ΔR - процентное содержание каждой фракции пыли.
Таблица 5 – Исходные данные для расчета
| Показатели
N варианта | Общий расход газа, тыс. м3/ч | Процентное содержание фракции, Δ R | |||||
| 0-5 мкм | 5-10 мкм | 10-15 мкм | 15-20 мкм | 20-30 мкм | >30 мкм | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | 20,0 | 24 | 16 | 17 | 16 | 13 | 14 |
| 2 | 23,2 | 28 | 20 | 14 | 8 | 15 | 15 |
| 3 | 25,0 | 25 | 15 | 21 | 6 | 15 | 18 |
| 4 | 21,4 | 19 | 23 | 14 | 8 | 19 | 17 |
| 5 | 22,8 | 21 | 19 | 15 | 17 | 9 | 19 |
| 6 | 26,5 | 6 | 21 | 8 | 26 | 19 | 20 |
| 7 | 22,4 | 8 | 24 | 9 | 19 | 24 | 16 |
| 8 | 21,2 | 25 | 28 | 16 | 7 | 15 | 9 |
| 9 | 24,3 | 19 | 28 | 16 | 5 | 12 | 20 |
| 10 | 21,8 | 23 | 20 | 24 | 12 | 6 | 15 |
| 11 | 19,4 | 28 | 15 | 12 | 20 | 16 | 9 |
| 12 | 19,3 | 22 | 17 | 25 | 14 | 11 | 11 |
| 13 | 18,0 | 27 | 28 | 18 | 7 | 15 | 5 |
| 14 | 20,7 | 20 | 19 | 19 | 13 | 9 | 20 |
| 15 | 22,6 | 24 | 13 | 19 | 18 | 9 | 17 |
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
1) Запрещается приступать к работе до получения инструктажа по технике безопасности.
2) Лабораторная работа выполняется под контролем преподавателя или лаборанта.
3) Не оставлять без надзора работающую установку и не допускать пролива воды.
4) При обнаружении неисправностей, немедленно выключить установку и сообщить о замеченных неисправностях преподавателю.
5) По окончании работы отключить пылевую камеру и воздуходувку от электросети.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1) В чем заключается принцип мокрой очистки газов? Каковы его основные достоинства и недостатки?
2) Охарактеризуйте в целом аппараты мокрой очистки. Как в них происходит контакт газовой и жидкой фаз?
3) Поясните, в чем заключается инерционный механизм очистки газов в скрубберах.
4) Перечислите аппаратные механизмы процессов мокрого улавливания аэрозолей.
5) Какие группы мокрых пылеуловителей выделяют по способу действия?
6) Как подразделяются мокрые пылеуловители по затратам энергии? Кратко охарактеризуйте каждый тип.
7) Приведите принципиальную схему и расскажите о работе полых форсуночных скрубберов.
8) Что представляют собой насадочные скрубберы? Каковы области их применения? 9) В чем заключается принцип работы пенных аппаратов? Как они классифицируются?
10) Перечислите основные стадии в процессе улавливания пыли в пенных аппаратах.
11) Расскажите о работе газопромывателей с подвижной насадкой. Каковы их основные разновидности?
12) Каковы особенности конструкции и принципа действия ударно-инерционных аппаратов?
13) Что представляют собой ротоклоны? В чем их достоинства? Каковы области их применения?
14) В чем заключается принцип работы центробежных сурубберов? Как их можно классифицировать?
15) К какому типу скрубберов можно отнести дезинтеграторы? Расскажите об их конструкции и принципе действия.
16) Расскажите о конструкции и принципе работы скруббера Вентури. В чем заключаются основные достоинства и недостатки аппаратов данного типа?
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Родионов, А. И. Технологические процессы экологической безопасности /Основы энвайронменталистики /: Учебник для студентов технических и технологических специальностей / 3-е изд.. перераб. и доп /А.И. Родионов, В. Н. Клушин, В.Г. Систер; - Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2000. — 800 с.,
2. Кривошеин, Д.А. Системы защиты среды обитания. В 2 т. Т.2: учеб. Пособие для студ. учреждений высш. проф. образования/Д.А. Кривошеин, В.П. Дмитренко, Н.В. Федотова. – М.: Издательский центр « Академия» , 2014. - 368с.
3. Ветошкин, А. Г. Инженерная защита водной среды: Учебное пособие/А.Г. Ветошкин; - CПб.: Издательство « Лань», 2014. – 416с.
4. Сотникова, Е.В. Теоретические основы процессов защиты среды обитания: Учебное пособие/ Е. В. Сотникова, В. П. Дмитренко, В. С. Сотников; - CПб.: Издательство « Лань», 2014. – 576 с.
5. Тимофеева, С.С. Промышленная экология. Практикум: учебное пособие/С.С. Тимофеева, О.В. Тюкалова. – М.: ФОРУМ: ИНФРА- М., 2014.- 128 с.
6. Ильин, А.В. Очистка промышленных сточных вод в гидроциклоне: методические указания к лабораторной работе "Очистка промышленных сточных вод в гидроциклоне" по курсу "Промышленная экология и технология основных производств"/ А.В. Ильин, А.Б. Голованчиков. -Волгоград: ВолгГТУ,1994 – 16 с.
И.В. Соколова
О.В. Колотова
А.Б. Голованчиков
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСИ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В БАРБОТАЖНО-ПЕННОМ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕ
Методические указания к лабораторной работе по курсу «Промышленная экология»
Дата: 2019-11-01, просмотров: 282.
