Проект системы очистки отходящих газов дуговой печи емкостью 100т электросталеплавильного произв (стр. 4 из 10)

Расчёт

Принимаем допустимую температуру газа для ткани “оксалон'' равной t=210ºС, определяем присос воздуха V_в с температурой 30ºС перед фильтром, необходимый для охлаждения газа V_г с t=210ºС до t_см=210ºС

Полный (ориентировочный) расход газа на фильтрацию и воздуха обратной продувки, поступающего в газопровод грязного газа составит, м³/с:

Объемный расход газа, идущего на фильтрацию, при рабочих условиях, м³/с:

Определим скорость фильтрации по формуле:

где q – удельная газовая нагрузка, м³/(м³ мин)

Для данного производства q=1,2 м³/(м² мин), (по табл.А.1Приложение А)

Необходимая фильтрующая поверхность при скорости фильтрации 0,0250 м³/(м² с) составит, м²:

Выбираем по каталогу для установки 6 фильтров ФР-20 (Приложение Б.1) с площадью фильтрации 20000 м². Активная поверхность фильтрации равна:

6·20000-6*/20000=114000 м²,

что близко к полученной по расчету.

Фактическая скорость фильтрации, м³/(м² с):

Определяем вспомогательные коэффициенты А и В:

Вязкость отдельных компонентов газовой смеси при температуре t рассчитываем по формуле:

где m_i,0 – динамическая вязкость i-го компонента газовой смеси при 0 ⁰С, Па·с(табл. А.2 приложения А);

С_i– постоянная Сатерленда i –го компонента газ. смеси при 0 ^°С(табл. А.2 приложения А);

Т – абсолютная температура газовой смеси, К.

Для N₂

Для CO₂

Для O₂

Для СО

Для H₂

Молекулярную массу газовой смеси находим по формуле

М_см, М_i – молекулярные массы, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов, кг/кмоль;

а_i – содержание в газовой смеси i-го компонента, % по объему;

n – число компонентов в газовой смеси;

i – порядковый номер компонента в газовой смеси;

М_см = 29,28 кг/моль

Находим динамическую вязкость газовой смеси по формуле:

где m_{см,t ,} m_i,t – динамическая вязкость, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов (при температуре t), Па·с;

М_см, М_i – молекулярные массы, соответственно, газовой смеси и отдельных ее компонентов, кг/кмоль;

а_i – содержание в газовой смеси i – го компонента, % по объему;

n - число компонентов в газовой смеси;

i - порядковый номер компонента в газовой смеси.

Определяем величину сопротивления слоя ткани, Па:

Задаваясь предельным общим сопротивлением ΔP_п=1000 Па, находим величину сопротивления пылевого слоя, Па:

Определяем необходимую при заданных условиях продолжительность межрегенерационного периода, с:

3.2. 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;