МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ПЭОТ

Курсовой проект

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОСНОВЫ ЗАШИТЫ АТМОСФЕРЫ И ГИДРОСФЕРЫ»

ПО ТЕМЕ: «РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ВЫБОР ПЫЛЕГАЗООЧИСТНОЙ УСТАНОВКИ »

Выполнил:

ст. гр ЭК-42д

Смирнова О.

Вариант № 9

Проверил:

к.т.н. доц.Макаров В.В

Севастополь

2011

Содержание

Задание на курсовой проект…………………..……………….………………....3

Введение…………………………………………………………………………...4

1. Обоснование выбора пылегазоочистной установки……….……….….…….9

2. Расчеты аппаратов……………………………………………...………..…....14

2.1. Расчет осадительной камеры…………………………………………..…...14

2.2. Расчет циклона…………………………………………………………....…22

2.3. Расчет скруббера Вентури…………………………………….………....…27 2.4. Расчет охладителя газа…………………..…….……………………………31 2.5 Расчет насадочного абсорбера……...…………………………………..…..36

Заключение…………………………………………………….………………...45

Библиографический список…..………………………………….……………..46

Приложения:

1. Пылегазоочистительная установка. Принципиальная схема.

2. Циклон, теплообменник, осадительная камера, скруббер Вентури, абсорбер. Общие виды.

Задание на курсовой проект

В состав литейного цеха входит вагранка для выплавки чугуна. Производительность вагранки G=7 т/ч.

Удельное выделение загрязняющих веществ (q) следующее: пыль-20 кг, компонент газа - 19,5 кг/т. Необходимое количество вентиляционного воздуха на 1т выплавляемого чугуна составляет 980 м³/ч. Температура отходящих газов составляет Тг =225⁰С. Расчетная температура окружающего воздуха Тв=18⁰С.

Источник выброса размещен от селитебной территории на расстоянии Х=30м. Спро­ектировать пылегазоочистную установку, обеспечивающую расчетные значения ПДВ по пыли и компоненту газа для источника выброса с трубой, имеющей высоту, Н= 24 м.

Физические параметры пыли и отходящих газов:

• плотность газа, ρ_г = 1,25 кг/м³;

• плотность пыли, ρ_п = 3000 кг/м³;

• средний размер частиц пыли и ее дисперсия, d_m = 20 мкм, σ_п = 0,468;

• начальное давление газа, Р_г = 120 кПа;

• динамический коэффициент вязкости воздуха, μ = 22,23*10^-6 н*с/м².

Газопылеочистная установка должна быть 4-х ступенчатая и состоять из последовательно соединенных аппаратов:

пылеосадительная камера – первая ступень;

циклон – вторая ступень;

скруббер Вентури – третья ступень;

охладитель газа – промежуточная ступень;

абсорбер – четвертая ступень.

Введение

Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых есте­ственными источниками, относятся: пыль (растительного, вулканического, косми­ческого происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли); туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхо­ждения; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Антропогенное воздействие может быть различным по своему составу и зависит от типа предприятия (например, машиностроительное, химическое, торфяное, энергетическое). Масштабы антропогенного загрязнения также зависит от мощности предприятия, их количества и сосредоточенности в рассматри­ваемом регионе. Основными источниками этих загрязнений является энергетика, промышленность, транспорт, сельское хозяйство и другие виды хозяйственной деятельности человека. Среди отраслей промышленности наибольшее количество загрязнений дает горнодобывающая, металлургическая, химическая промышлен­ность, а наименьшее - машиностроительная и приборостроительная промышленности. Воздействие, оказываемое человеком на окружающую среду велико.

Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во второй половине ХХ века, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышлен­ного производства, выработки и потребления электроэнергии, выпуска и использо­вания в большом количестве транспортных средств.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмо­сферу, являются: оксид углерода СО, диоксид серы SO ,оксид азота NOx, углеводо­роды СnHm и пыль.

Превышение концентрации токсичных веществ в загрязненном атмосферном воздухе над фоновыми в среднем составляют: по оксиду углерода 80-1250 и более; по диоксиду серы 50-300; по диоксиду азота до 25; по озону до 7 раз.

Кроме CO,SOx,NOx,CnHm и пыли в атмосферу выбрасываются и другие более токсичные вещества. Так, например, вентиляционные выбросы заводов электрон­ной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других мине­ральных кислот, органические растворители и т.п. В настоящее время насчитыва­ется более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу.

В числовом виде выбросы в атмосферу предприятий и транспортных средств ежегодно по всему миру составляют 10 млрд.т газов и пыли и столько же сажи, а в водоемы, реки и озера - более 500 млрд.м загрязняющих стоков.

Современное машиностроение развивается на базе крупных производственных объединений, включающие заготовительные и кузнечнопроцессовые цехи, цехи термической и механической обработки металлов, цехи покрытий и крупное литейное производство. В состав предприятия также входят испытательные станции, ТЭЦ и вспомогательные подразделения. В процессе производства машин и оборудования широко используют сварочные работы, механическую обработку металлов, переработку неметаллических материалов, лакокрасочные операции и т.п.

Литейные цеха. Наиболее крупными источниками пыле- и газовыделение в атмосферу в литейных цехах являются: вагранки, электродуговые и индукционные печи, участки складирования и переработки шихты и формовочных материалов; участки выбивки и очистки литья.

При плавке 1 т металла в открытых чугунолитейных вагранках выделяется 900-1200 м колошникового газа, содержащего оксиды углерода, серы и азота, пары масел, полидисперсную пыль и др.

Термические цехи. Вентиляционный воздух, выбрасываемый из термических цехов, обычно загрязнен парами и продуктами горения масла, аммиаком, циани­стым водородом и другими веществами, поступающими в систему местной вытяжной вентиляции от ванн и агрегатов для термической обработки. Источни­ками загрязнения в термических цехах является также нагревательные печи, рабо­тающие на жидком и газообразном топливе, а также дробеструйные и дробемет­ные камеры. Концентрация пыли в воздухе, удаляемом из дробеструйных и дробе­метных камер, где металл очищается после термической обработки достигает 2-7 г/м .

При закалке и отпуске деталей в масляных ваннах в отводимом от ванн воздухе содержится до 1% паров масла от массы металла. При цианировании выделяется до 6 г/ч цианистого водорода на один агрегат цианирования.

Гальванические цехи. В воздухе , удаляемом из гальванических цехов, вредные вещества находятся в виде пыли, тонкодисперсного тумана, паров и газов. Наиболее интенсивно вредные вещества выделяются в процессах кислотного и щелочного травления. При нанесении гальванических покрытий (воронение, фосфатирование, анодирование и т.п.) образуются различные вредные вещества. Концентрации HCl, С₂Н₂, HSO, HCN, CrO, NO, NaOH и др. в удаляемом от гальва­нических ванн воздухе колеблются в значительных пределах, что требует специ­альной очистки воздуха перед выбросом в атмосферу. При проведении подготови­тельных операций в гальванических цехах (механическая очистка и обезжиривание поверхностей) выделяются пыль, пары бензина , керосина , трихлорэтилена , ту­маны щелочей.

Неуклонный рост поступлений токсичных веществ в окружающую среду прежде всего отражается на здоровье населения, ухудшается качество продукции сельского хозяйства, снижает урожайность, преждевременно разрушает жилища, оказывает влияние на климат отдельных регионов и состояние озонового слоя Земли, приводит к гибели флоры и фауны. Приведем свойства некоторых примесей.

Оксид углерода СО. Бесцветный и не имеющий запаха газ. Воздействует на нерв­ную и сердечно-сосудистую системы, вызывает удушье.

Оксиды азота NOx. В атмосферу выбрасывается в основном диоксид азота. NO - бесцветный не имеющий запаха ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Особенно опасны оксиды азота в городах, где они, взаимодейст­вуя с углеводородами выхлопных газов, образуют фотохимический туман - смог. При контакте с влажной поверхностью слизистой оболочки оксиды азота образуют кислоты, которые и приводят к отеку легких.

Диоксиды серы. Бесцветный газ с острым запахом, создает неприятный вкус во рту, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательные пути.

Углеводороды (пары бензина, пентан, гексан и др.). Обладают наркотическим действием.

Альдегиды. При длительном воздействии на человека альдегиды вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей.

Соединение свинца. Под действием свинца нарушается синтез гемоглобина, возникают заболевания дыхательных путей, мочеполовых органов, нервной сис­темы. Особенно опасны соединения свинца для детей дошкольного возраста.

В различных сферах производства для очистки выходящего газового потока от вредных веществ применяют пылегазоочистные установки. Это необходимо, если выходящий газовый поток превышает (после рассеивания его в воздухе) предельные значения ПДК.

Пылегазоочистная установка состоит обычно из нескольких ступеней для улавливания пыли различной дисперсности, это:

– оборудование для улавливания пыли сухим способом, к которому относятся циклоны, пылеосадительные камеры, вихревые циклоны, жалюзийные и ротацион­ные пылеуловители, электрофильтры, фильтры;

– оборудование для улавливания пыли мокрым способом, к которым относится скруббер Вентури, форсуночные скрубберы, пенные аппараты.

Для очищения газа от вредных химических примесей необходимо установить абсорбер, адсорбер либо хемосорбер.

Принципиальная схема пылегазоочистной установки представлена на

рисунке 1:

Рисунок 1 – Схема очистки вентиляционного воздуха от пыли

1 – пылеосадительная камера;

2 – циклон;

3 – скруббер Вентури;

4 – охладитель газа;

5 – абсорбер.