- •Предисловие
- •Введение
- •1Атмосфера
- •3. Организация санитарной защиты воздушного бассейна
- •3.1. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе
- •3.2. Предельно допустимые выбросы вредных веществ в атмосферный воздух
- •3.3. Требования при проектировании предприятий
- •3.4. Санитарная защита воздушного бассейна на предприятиях
- •3.5. Обоснование допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу
- •3.5.1. Факторы, влияющие на рассеивание вредных веществ в атмосферном воздухе и загрязнение приземного слоя воздуха
- •3.5.2. Обоснование допустимых выбросов при рассеивании вредных веществ через высокие источники
- •4. Процессы пылегазоочистных установок и аппараты для пылегазоулавливания
- •4.1. Общие положения
- •Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •Интенсивность процессов и аппаратов
- •Моделирование и оптимизация процессов и аппаратов
- •4.2. Пылеулавливание
- •4.2.1. Параметры процесса пылеулавливания
- •4.2.2 Сухие пылеуловители
- •Принцип работы циклона
- •Основные характеристики цилиндрических циклонов
- •Расчёт циклонов
- •4.2.3. Мокрые пылеуловители
- •Принцип работы скруббера Вентури
- •Принцип работы форсуночного скруббера
- •Скрубберы центробежного типа
- •Принцип работы
- •Принцип действия барботажно-пенных пылеуловителей
- •4.2.4 Электрофильтры
- •Принцип работы двухзонного электрофильтра
- •4.2.5 Фильтры
- •Принцип работы рукавных фильтров
- •Туманоуловители
- •5. Очистка от промышленных газовых выбросов
- •5.1 Общие сведения о массопередаче
- •Равновесие в системе газ - жидкость
- •Фазовое равновесие. Линия равновесия
- •Материальный баланс. Рабочая линия
- •Направление массопередачи
- •Кинетика процесса абсорбции
- •Конвективный перенос
- •Дифференциальное уравнение массообмена в движущейся среде
- •Уравнение массоотдачи
- •Подобие процессов массоотдачи
- •Уравнение массопередачи
- •Зависимость между коэффициентом массопередачи и массоотдачи
- •5.2 Устройство абсорбционных аппаратов
- •5.3 Адсорбционная очистка газов
- •5.3.1Общие сведения
- •Равновесие и скорость адсорбции
- •5.3.2 Промышленные адсорбенты
- •Адсорбционная емкость адсорбентов
- •Пористая структура адсорбентов
- •Конструкция и расчёт адсорбционных установок
- •Расчет адсорбционных установок
- •5.4 Каталитическая очистка
- •5.4.1Общие сведения
- •Конструкции контактных аппаратов
- •Аппараты с взвешенным (кипящим) слоем катализатора
- •6. Тепловые процессы Общие положения
- •6.1 Температурное поле. Температурный градиент. Теплопроводность
- •Закон Фурье
- •Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •Теплопроводность плоской стенки
- •Теплопроводность цилиндрической стенки
- •6.2 Тепловое излучение
- •Баланс теплового излучения
- •Закон Стефана – Больцмана
- •Закон Кирхгофа
- •Взаимное излучение двух твердых тел
- •Лучеиспускание газов
- •6.3 Передача тепла конвекцией
- •Тепловое подобие
- •Численные значения коэффициента теплоотдачи
- •Сложная теплоотдача
- •6.4 Теплопередача Теплопередача при постоянных температурах теплоносителя
- •Теплопередача при переменных температурах теплоносителя
- •Уравнение теплопередачи при прямотоке и противотоке Теплоносителей
- •4.5. Нагревание, охлаждение и конденсация Общие сведения
- •6.4.1 Нагревающие агенты и способы нагревания Нагревание водяным паром
- •Нагревание горячей водой
- •Нагревание топочными газами
- •Нагревание перегретой водой
- •Нагревание электрической дугой
- •6.4.2 Охлаждающие агенты, способы охлаждения и конденсации Охлаждение до обыкновенных температур
- •Охлаждение до низких температур
- •Конденсация паров
- •6.4.3 Конструкции теплообменных аппаратов
- •Расчет концентрации двуокиси серы
- •Пример расчета насадочного абсорбера
- •Пример расчёта теплообменника
- •Пример расчета электрофильтра
- •Методика расчета адсорбера
- •В ориентировочном расчете используется формула
- •4.2.8 Находим время защитного действия адсорбера
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Макаров Володимир Володимирович
Методика расчета адсорбера
4.1 Исходные данные для расчета
Исходные данные приведены в таблице 1. Кроме них необходимо из литературных источников выбрать физико-химические константы поглотителя и поглощаемого вещества и изотерму адсорбции поглощаемого вещества (адсорбтива) на поглотителе (адсорбенте).
Расчет адсорбера включает две стадии:
приближенный конструкторский расчет, определяющий необходимую массу и геометрию аппарата;
проверочный расчет для определения времени защитного действия адсорбера, в результате которого может быть произведена корректировка размеров аппарата и необходимой массы адсорбента.
4.2 Порядок расчета
4.2.1 Выбираем тип адсорбента и рабочую температуру.
Для увеличения емкости адсорбента температура выбирается минимально возможной. Выбор типа адсорбента проводится по изотермам адсорбции при рабочих параметрах (температура и концентрации) из условия минимальной массы адсорбента (из литературных источников).
4.2.2. Определяем объем адсорбента
Объем адсорбента определяется по следующей формуле
, (м3 ) (4.1)
где a’o – динамическая емкость выбранного адсорбента в рабочих условиях, кг/м³;
τ – продолжительность процесса адсорбции, ч;
- начальная концентрация поглощаемого компонента, г/м³;
– объем газа, м³/г;
– коэффициент запаса (1,1…1,2).
a’o= ao н4, кг/м³ (4.2)
где - статическая ёмкость адсорбента, г/кг; выбирается по изотерме адсорбции, представлен ной на рисунке 6.
н4, - насыпная плотность
4.2.3 Выбираем скорость потока газа , м/с, в адсорбере в пределах от 0,2 до 0,3.
4.2.4 Рассчитываем геометрические размеры для цилиндрического адсорбера, используя следующие выражения:
Da = (4.3)
где Da – внутренний диаметр адсорбера, м;
– скорость потока газа , м/с
Толщина слоя адсорбента La, м, рассчитывается по следующей формуле
La = , (4.4)
где П – производительность установки, м3/ч, указана в таблице 1;
4.2.5 Определяем гидравлическое сопротивление ∆р, Па, оказываемое слоем зернистого поглотителя при прохождении через него потока очищаемого газа
(4.5)
где П – пористость слоя адсорбента, равная
(4.6)
Ф – коэффициент формы зерна для цилиндрической формы, Ф ≈ 0,9;
для шаровой Ф = 1; - эквивалентный диаметр зерна адсорбента, м, равный
, (4.7)
где - d, l – размеры зерна, мм
λ - коэффициент трения, находится в зависимости от характера движения,
при Re < 50 значение = 220/Re,
при Re = 50...7200 значение = 11,6/Re ,
, (4.8)
где ν – коэффициент кинематической вязкости, м/с², который определяется по вентилируемому воздуху при выбранной температуре.
4.2.6. Рассчитываем коэффициент массопереноса β в зависимости от значения Re:
при Re < 30; (4.9)
при Re 30; (4.10)
где Pr = - диффузионный критерий;
D – коэффициент молекулярной диффузии, который зависит от характера диффундирующих веществ и, как правило, находится опытным путём.