Расчет скоростных пылеуловителей с трубами Вентури.

- влагосодержание газа f=10 г/м³;

- запыленность газа z₁=30 г/м³;

- температура воды, подаваемой в аппараты, t_1в=20 ⁰С;

- расход газа перед фильтрами V=100000м³/ч = 27,777 м³/с

- температура газа на выходе из дуговой печи t=1700 ºС

- состав газа: 8% СО₂, 3,22% О₂, 15,64% CO, 0,5% H₂, 72,64%N₂

- барометрическое давление P_бар=98658,5 Па

 

Подготовка отходящих газов к отчистке

Охлаждаем газ разбавлением атмосферным воздухом до t=400ºС

Определяем присос воздуха и полный расход газа на фильтрацию:

 

Расчёт

Найдем требуемую эффективность пылеуловителя:

Число единиц переноса определим по формуле:

По приложению находим значения вспомогательных коэффициентов:

А= 0,1925, В= 0,3255

Найдем значение удельной энергии из формулы:

откуда К_Т=43240,67 кДж/1000м³;

Рассчитаем количество газа, поступающего в трубы Вентури при рабочих условиях:

где

V_вл – объемный расход влажного газа при рабочих условиях;

V_0,сух – объемный расход сухого газа при нормальных условиях;

t – температура газа, ⁰С;

f – влажность газа, кг/м³;

P_бар - барометрическое давление, Па;

P – избыточное давление (разряжение) газа, Па;

Приняв удельный расход воды m=V_в/V₁=1·10^-3 м³/м³, или 1 л/м³, найдем общий расход воды на трубы Вентури:

Рассчитаем гидравлическое сопротивление скруббера Вентури, приняв давление воды Р_в=300000 Па:

Плотность сухого газа при нормальных условиях на входе в трубу Вентури находим по формуле:

Рассчитываем температуру газа на выходе из трубы Вентури по формуле:

Находим влагосодержание газа на выходе из трубы Вентури, пользуясь диаграммой h-х, (см. рисунок А.1 приложения А):

 

Из точки на диаграмме h-х, характеризуемой параметрами х₁=0,0076 кг/кг и t₁=400 ⁰С, проводим линию h=const до пересечения с изотермой t₂=71,8 ⁰C и, опустив перпендикуляр из точки, найдем:

тогда

Находим влагосодержание газа на выходе из трубы Вентури расчетным (более точным) путем. Для этого определяем энтальпию влажного газа на входе в трубу Вентури по формуле:

 

где

Так как процесс в трубе Вентури идет при постоянной энтальпии, то влагосодержание на выходе из трубы Вентури х₂ и f₂ при температуре t₂ можно определить по формулам:

 кг/кг;

 кг/м³_;

Определенное по h-x диаграмме значение влагосодержания х₂ отличается от расчетного не более чем на 6,4 % (в дальнейшем расчете используем расчетное х₂).

Находим плотность газа при рабочих условиях на выходе из скруббера Вентури по формуле:

Находим количество газа на выходе из трубы Вентури:

Размеры инерционного пыле- и каплеуловителя (бункера) определяем по скорости в его поперечном сечении v_б=2,5 м/с:

м;

Высоту цилиндрической части бункера принимаем 4,3 м:

Гидравлическое сопротивление бункера рассчитываем, приняв x=80:

Па;

Выбираем для установки центробежный каплеуловитель типа АКМ-3-100. Скорость газа в цилиндрической части скруббера принимаем v_скр.к.у=4 м/с.

м

Предусматриваем один стандартный скруббера диаметром 3300 мм и рассчитываем действительную скорость газа в нем:

м/с;

Для рассматриваемого скруббера

м;

Определяем гидравлическое сопротивление скруббера-каплеуловителя при x_скр.к.у=80 по формуле:

Па;

Гидравлическое сопротивление труб Вентури составит:

Па;

Рассчитываем скорость газа в горловине трубы Вентури по формуле:

Предварительно определяем x_ж по формуле:

Получаем:

        

Определяем геометрические размеры трубы Вентури. Для обеспечения равномерного орошения трубы Вентури через одну центральную расположенную форсунку принимаем по каталогу стандартную трубу с диаметром горловины D₂=240 мм и рассчитываем число труб Вентури, используя формулу:

откуда

шт.

Приняв 100 труб Вентури, уточняем скорость газа в горловине трубы Вентури и удельный расход орошающей жидкости, обеспечивающей требуемые затраты энергии на очистку газа DР_тв:

м/с

Получаем:

Рассчитываем диаметр входного сечения конфузора, приняв скорость газа в нем v₁=20 м/с:

м;

Диаметр выходного сечения диффузора при скорости газа в нем v₃=20 м/с составит:

м;

Находим длины отдельных частей трубы Вентури:

рассчитаем длину конфузора, если a₁=25⁰

м;

длина горловины по формуле:

м;

длина диффузора по формуле:

 

 

Полная длина каждой трубы Вентури будет равна:

м.