Lm – средняя длина свободного пробега молекул, м; (для газов ориентировочно можно принять 10-7 м);
Подставив в это уравнение значение радиуса частиц пыли, содержащихся в газе (см. исходные данные), получим значения скорости дрейфа частиц диаметром менее 2 мкм.
Расчетная скорость дрейфа частиц.
Средний радиус r, мкм | 0,0025 | 0,0075 | 0,0175 | 0,0625 | 0,175 | 0,625 | 1,75 | 3,75 | 7,5 | 17,5 | 37,5 | 50 |
Wр 10-2,м/с | 0,825 | 0,298 | 0,139 | 0,054 | 0,032 | 0,024 | 0,081 | 0,1738 | 0,347 | 0,8111 | 1,738 | 2,317 |
Действительная скорость движения частиц в электрофильтре, по практическим данным, в два раза меньше рассчитанной:
Средний радиус r, мкм | 0,0025 | 0,0075 | 0,0175 | 0,0625 | 0,175 | 0,625 | 1,75 | 3,75 | 7,5 | 17,5 | 37,5 | 50 |
Wр 10-2,м/с | 0,426 | 0,149 | 0,069 | 0,027 | 0,016 | 0,012 | 0,04 | 0,086 | 0,173 | 0,405 | 0,869 | 1,158 |
Находим удельную поверхность осаждения. Для 7 фильтров типа ЭГВ1 -6-6-6-2 общая площадь осаждения осадительных электродов составляет Fо.э.1=570 м2.
где n – число фильтров.
Отсюда удельная поверхность осаждения
Фракционную степень очистки газа в выбранном пластинчатом электрофильтре рассчитываем по формуле
где f – удельная поверхность осаждения, с/м;
Fо,э – общая площадь осадительных электродов, м2;
H – высота осадительных электродов, м;
L – общая длина осадительных электродов всех электрических полей, м;
n – число газовых проходов в активном сечении;
Fа,с – площадь активного сечения, м2;
h – расстояние между коронирующими и осадительными электродами, м.
По значению удельной поверхности осаждения и действительным скоростям движения пыли в электрофильтре фракционная степень очистки газа будет характеризоваться следующими данными:
Средний радиус частиц, мкм | 0,0025 | 0,0075 | 0,0175 | 0,062 | 0,175 | 0,625 | 1,75 | 3,75 | 7,5 | 17,5 | 37,5 | 50 |
w, см/с | 0,426 | 0,149 | 0,069 | 0,027 | 0,016 | 0,012 | 0,04 | 0,086 | 0,173 | 0,405 | 0,869 | 1,158 |
hф,I | 0,999 | 0,994 | 0,989 | 0,989 | 0,9999 | 0,999 | 0,9999 | 0,999 | 1 | 0,999 | 1 | 1 |
hф,i, % | 99,9 | 99,4 | 98,9 | 98,9 | 99,99 | 99,9 | 99,99 | 99,99 | 100 | 99,99 | 100 | 100 |
Общая степень очистки газа в электрофильтре определяется по формуле:
Общая степень очистки газа составит:
- гидравлическое сопротивление, 400 Па;
- допустимая запыленность газа, 20 г/м3;
- масса механического оборудования, 121700 кг;
- температура, 330 ºС
- габариты, L×B×H = 3910×2270×4060 мм×мм×мм;
- объем пылесборной тележки 1 м3;
- производительность, 75315-84000 м3/ч;
- скорость в свободном сечении, 3,5-5 м/с;
- габариты, L×B×H = 2970×2720×6908 мм×мм×мм;
- масса общая, 2,648 т;
- допустимая концентрация жидкости в газе, 1 л/м3;
- температура, 400ºС;
- гидравлическое сопротивление,0,35 кПа;
- производительность по очищаемому газу (при условной скорости
1 м/с), не более 56880 м3/ч;
- площадь активного сечения, 15,8 м2;
- площадь поверхности осаждения, не более 570 м2;
- масса механического оборудования, 16100 кг;
- расстояние между осадительными электродами, 0,46м;
- гидравлическое сопротивление, 0,2 кПа;
- разряжение, 15 кПа;
- температура, 330 ºС;
- допустимая запыленность газа, 90 г/м3;
- габариты, L×B×H = 12600×5545×14600 мм×мм×мм;
Рукавный фильтр может быть поставлен, так как очищает газ до конечной концентрации 4 - 7 мг/м3. Скруббер Вентури обеспечивает конечную концентрацию 30 – 50 мг/м3, что так же соответствует условиям поставленной задачи. Из расчета видно, что после электрофильтра запыленность газа составляет 27,88 мг/м3.Чтобы определить какой из аппаратов наиболее выгодно поставить, необходимо провести технико-экономических расчет.
Капитальные затраты (КА) на строительство газоочистных установок, руб.:
КА = К1 + К2 + К3 + К4 + К5
где:
1) стоимость оборудования, руб.:
К1 = К1.2. + К1.1.
где К1.1. = V0 ·a∙10-3 – стоимость основного оборудования, руб.;
V0.– расход газа (при нормальных условиях), м3/ч;
а – удельная сметная стоимость газоочистных аппаратов, руб./(1000 м3/ч), стр. 133 [1];
К1.1. = 186000·500·10-3 = 93000000 руб.
К1.1. = 451000·10·10-3 = 4510000 руб.
К1.1. = 927000·400·10-3 = 370800000 руб.
К1.2. = DК1.2. ·К1.1. – стоимость дополнительного оборудования, руб.;
DК1.2.– доля дополнительного оборудования, % от стоимости основного оборудования К1.1..
К1.2. = 0,2·93000000 = 18600000 руб.
К1.2. = 0,4·4510000= 1804000руб.
К1.2. = 0,27·370800000 = 100116000 руб.
К1 = 93000000+18600000=111600000 руб.
К1 = 4510000+1804000= 6314000руб.
К1 = 370800000+100116000= 470916000 руб.
2) затраты на транспортировку оборудования к месту монтажа, руб.:
К2 = DК2 · К1
где DК2 = 0,085 – коэффициент, определяющий долю транспортных расходов в капитальных затратах.
К2 = 0,85·111600000= 9486000,00руб.
К2 = 0,85·6314000= 536690руб.
К2 = 0,85·470916000 = 40027860руб.
3) затраты на монтаж оборудования, руб.:
К3 = DК3 · К1
где DК3 – относительная доля капитальных затрат на металлоконструкции,
К3 =0,5·111600000 = 55800000,0 руб.
К3 = 0,6·6314000= 3788400 руб.
К3 = 0,2·470916000 = 94183200 руб.
4) затраты на сооружение металлоконструкций, трубопроводов, газоходов в пределах установки, руб.:
К4 = DК4 · К1
где DК4– относительная доля капитальных затрат на монтаж оборудования,
К4 = 0,15·111600000 = 16740000 руб.
К4= 0,2·6314000= 1262800 руб.
К4 = 0,2·470916000 = 94183200 руб.
5) затраты на строительные работы (т.е. стоимость здания, фундаментов и других сооружений), руб.:
К5 = DК5 · К1
где DК5 – относительная доля капитальных затрат на строительные работы
К5 = 0,18*111600000·= 20088000 руб.
К5 = 0,2*6314000·= 1262800 руб.
К5 = 0,2·470916000 = 94183200руб.
КА = 111600000+9486000,00+55800000,0+16740000+20088000= 213714000 руб.
КА = 6314000+536690+3788400+1262800+1262800= 13164690 руб.
КА = 470916000+40027860+94183200+94183200+94183200=
=793493460руб.
Результаты расчётов капитальных затрат представлены в таблице № 5.
Сводная характеристика капитальных вложений на очистку газов
Таблица № 5
Тип аппарата | Электрофильтр | Скруббер Вентури | Тканевый фильтр |
Виды затрат | |||
Расход газа V0,тыс.м3/ч | 186000 | 451000 | 927000 |
затраты на: | |||
основное технологическое оборудование, К1.1., руб. | 93000000 | 4510000 | 370800000 |
а | 500 | 10 | 400 |
Дополнительное оборудование, К1.2., руб | 18600000 | 1804000 | 100116000 |
DК1.2. | 0,20 | 0,40 | 0,27 |
Итого: К1 = К1.1. + К1.2. | 111600000 | 6314000 | 470916000 |
DК2 | 0,085 | 0,085 | 0,085 |
Транспорт, К2 = DК2·К1, руб. | 9486000,00 | 536690 | 40027860 |
DК3 | 0,50 | 0,60 | 0,20 |
Металлоконструкции, | 55800000,0 | 3788400 | 94183200 |
К3 = DК3·К1, руб. | |||
DК4 | 0,15 | 0,20 | 0,20 |
Монтаж оборудования | 16740000 | 1262800 | 94183200 |
К4 = DК4·К1, руб. | |||
DК5 | 0,18 | 0,20 | 0,20 |
Строительные работы | 20088000 | 1262800 | 94183200 |
К5 = DК5·К1, руб. | |||
Всего: | 213714000 | 13164690 | 793493460 |
КА = К1+К2+К3+К4+К5 , руб. |
Годовые эксплуатационные расходы: