Существующие способы обезвреживания газов основаны на химическом связывании вредных веществ, их адсорбции и абсорбции и т.п. К одному из наиболее перспективных в настоящее время способов относится католическое окисление отходящих газов в контактных аппаратах на специальных катализаторах при температуре 200-500 ºС.

Составление технологической схемы очистки газовых

выбросов и сточных вод.

Очистка газовых выбросов от пыли литейных цехов может производится с использованием аппаратов мокрой очистки (пенный газопроливатель и барабанный вакуум-фильтр) и аппаратов сухой очистки (циклон).

Технологическая схема мокрой очистки включает в себя6 пенный газопроливатель (1), насос для откачки суспензии (2), насос для подачи осветленной воды (3), барабанный вакуум-фильтр (4), запорную арматуру (5) и вентилятор для подачи загрязненного воздуха (6).

Технологическая схема сухой очистки.

Она включает: циклон и вентилятор для подачи загрязненного газа.

Расчет циклона.

Основным размером циклона любой конструкции является диаметр аппарата. Для нахождения диаметра нам необходимо знать объем проходящего через циклон газа и скорость прохождения газа через циклон.

Скорость газа на входе в циклон W1 по практическим данным составляет от 14 до 18 м/с, а скорость газа в самом циклоне принимается в пределах заданных соотношением:

Примем скорость газа на входе в циклон 18 м/с, а скорость газа в циклоне W2=0,35W1, тогда скорость газа в циклоне будет равна:

Так как воздух поступает при t=43 ºC, определим объем воздуха при этой температуре, используя соотношение:

; ;

Диаметр циклона определим по формуле:

Примем ближайшую стандартную величину диаметра 1,6 м.

Минимальный диаметр частиц оседающих в циклоне определим по формуле

где:

R1 - радиус циклона;

R2 - радиус выхлопной трубы циклона ;

R2=(0,5-0,6) R1; R2=0,5R1=0,5∙1,6=0,8

μ - вязкость газовой фазы;

n - число кругов движения частиц, принимается в пределах от 2 до 3, примем n=3;

ρч - плотность газа в циклоне.

Определим вязкость газовой фазы для заданной температуры t=43ºС.

С=111

μ0=17,72∙10-6 Па∙с

Гидравлическое сопротивление циклона определим по формуле:

где:

- плотность газа при t=43 ºС, будет определятся по формуле

;

ξ - коэффициент сопротивления циклона, ξ=105

По результатам расчета выберем циклон ЦН-15, с сопротивлением 105 Па, и эффективностью очистки, при минимальном диаметре частиц 9,6 мкм, 87%.

Расчет пенного газопромывателя.

Так как заданная концентрация пыли равна 12 г/м3, то мы рассматриваем однополочный газопромыватель.

Самым важным технологическим параметром является скорость газа. При высокой скорости наблюдается унос жидкой фазы (брызгоунос). Верхним пределом скорости газового потока является 3 м/с. Сильный брызгоунос наблюдается при скорости более 3,5 м/с. Нижний предел скорости газа, при котором возникает слой пены на полке, лежит в пределах 0,8-1,2 м/с.

Таким образом оптимальное значение скорости газа выбирают в пределах 2,2-2,8 м/с.

Так как объем газа задан при нормальных условиях, пересчитаем его на процесс, протекающий при 43 ºС.

Определяем площадь поперечного сечения промывателя:

;

где:

Wг - скорость газа в аппарате, принимаем Wг=2,3 м/с.

В прямоугольном аппарате обеспечивается лучшее распределение воды, поэтому примем прямоугольный аппарат размером 2·2,7 м с подачей воды через центральный диффузор.

При очистке газов от пыли, при температуре газа менее 100 ºС, расчет количества воды приводим по уравнению материального баланса. Расход воды в промывателе складывается из расхода воды, идущего в утечку и расхода воды идущего на слив с решетки.

Количество воды протекающей через решетку, определяется заданным составом суспензии Т:Ж выбирается в пределах 5,5-9,5 : 1.

При Т:Ж < 1 : 5 может происходить забивание решетки пылью; Т:Ж > 1 : 10 нерационально из-за больших объемов растворов и суспензии.

Количество уловленной в аппарате пыли рассчитывается по формуле:

где:

Свх - концентрация пыли на входе в аппарат;

Свых - концентрация пыли на выходе.

Так как степень очистки аппарата 99,5%, то:

Примем Т:Ж = 1 : 8 =

Количество воды, необходимой для образования суспензии определяется по формуле:

где:

С - концентрация пыли в суспензии;

К - коэффициент распределения между утечкой и сливной водой, выраженной отношением пыли, попадающей в утечку, к общему количеству пыли.

Количество воды приходящейся на 1м2 решеток, определяется по уравнению: