Задания для аудиторной работы студентов

1. Составьте схему «Классификация методов пыле-, газоочистки».

2. Составьте схему «Классификация методов очистки сточных вод».

3. Составьте схему «Направление рекультивационных работ».

Опорные понятия: методы сухой, мокрой пыле-, газоочистки, электрофильтры; механические методы, физико-химические и методы глубокой очистки сточных вод; выбор направления рекультивационных работ.

4. Решение задач.

Задача 1. Определить необходимую степень очистки сточных вод по обще-санитарному показателю вредности.

Основное уравнение смешения сточных вод с природными имеет следующий вид:

, (4.1)

где Q и q – расход воды в водотоке и расход сточных вод, м³/с; С_р и С_ст – соответствующие концентрации вредного вещества в водотоке (фоновая) и в сточных водах, мг/л; а – коэффициент смешения; С_ппв – концентрация данного вредного вещества перед расчетным пунктом водопользования (в общем случае на 1 км выше по течению).

Решим это уравнение относительно С_ппв:

(4.2)

Эта формула позволяет прогнозировать санитарное состояние воды при всех заданных параметрах, входящих в нее. Прогноз осуществляется путем сравнения С_ппв с установленной для данного вещества ПДК.

Если С_ппв ≤ ПДК, то прогноз благоприятен, и следовательно меры, принимаемые на предприятии для очистки или разбавления сточных вод, достаточны. В противном случае необходимо принять меры по уменьшению количества сточных вод или концентрации в них вредного вещества за счет введения дополнительных систем очистки или совершенствования технологических процессов.

Далее необходимо определить максимальную предельную концентрацию вредного вещества (С_з.в.пр), которую предприятие может допустить в стоках. Для этого используем уравнение

(4.3)

Таким образом, С_з.в.пр закладывается в основу проектирования мероприятий по санитарной охране водного объекта.

Результаты уравнения предупреждают также о тех условиях, при которых разбавление стоков в природной среде невозможно и сброс должен быть вообще исключен.

В этих ситуациях сброс сточных вод недопустим, даже если нормативные требования к воде водного объекта относить к сточным водам.

Задача 2. Выбрать дымосос системы очистки газов от пыли.

При выборе дымососа рассчитывается сумма гидравлических сопротивлений аппаратов очистки, газохода с учетом его конфигурации и дымовой трубы, при этом учитываются расходные и скоростные параметры газа, температурные и барометрические условия.

Условия задачи: объем поступающих на первую ступень очистки газа Q_г = 240 000м³/ч; температура газов t_г = 180 °С; плотность газов ρ_г = 0,98 кг/м³; плотность окружающего воздуха ρ_в = 1,21 кг/м³; скорость газового потока ω = 9,4 м/с. Система состоит из двух ступеней: группы циклонов НИИОГАЗ и рукавного фильтра с тканью нитрон (гидравлическое сопротивление аппаратов, соответственно, ΔН₁ = 450 и ΔН₂ = 800 Па). Газопровод имеет три плавных поворота и одно сужение на входе в групповые циклоны (соотношение диаметров d₂/d₁ = 0,4).

Необходимо выбрать побудители движения газов при барометрическом давлении В = 98,7 кПа и высоте дымовой трубы Н = 100 м.

При выборе дымососа рассчитывается сумма гидравлических сопротивлений аппаратов очистки, газохода с учетом его конфигурации и дымовой трубы, при этом учитываются расходные и скоростные параметры газа, температурные и барометрические условия.

Р е ш е н и е

1. Учитывая термостойкость нитроновой ткани (t_см = 130 °С) и приняв наихудшие условия (летнее время, температура окружающего воздуха t_см = +30 °С), рассчитаем коэффициент подсоса атмосферного воздуха для охлаждения газа

(4.4)

т. е. подсос охлаждающего воздуха по объему составит

(4.5)

Необходимо также учесть, что для регенерации фильтровальной ткани (продувки) необходимо 25 % от объема фильтруемого газа:

, (4.6)

2. Определим необходимую производительность дымососа с учетом запаса 10 %:

(4.7)

3. Проведем расчет местных сопротивлений газопровода.

Коэффициенты (ξ₁ и ξ₃), учитывающие влияние изгибов газопровода при постоянном сечении, принимаем соответственно ξ₁ = 1,08, ξ₂ = 1,30.

Общие потери в местных сопротивлениях

(4.8)

Если газ выбрасывается восходящей струей в дымовую трубу, то величина самотяги (со знаком «плюс»):

(4.9)

где Н – высота дымовой трубы, м.

4. Определим общее гидравлическое сопротивление системы, учитывая, что в данном случае самотяга уменьшит требуемый напор дымососа:

∆H_общ = ∆H₁ + ∆H₂ + ∆Р – ∆Р_с = 450 + 800 + 60,0 – 225,6 ≈ 1 100 Па. (4.10)

5. Общие выходные параметры для выбора дымососа: производительность Q_общ = 462 000 м³/ч, напор (для преодоления сопротивления) ΔН_общ = 1 100 Па, температура газов t_г = 100 °С (температура снижается на 30 °С при фильтрации). Полученная величина корректируется с учетом паспортных характеристик дымососа по каталогу оборудования:

(4.11)

6. По полученным данным (напор, производительность, температура) выбираем дымосос ДН-26×2-0,627М, а подсос воздуха обеспечивается с помощью центробежного вентилятора ВДН-18-П.