Курсовой проект: «Разработка системы очистки воздуха от пыли и фенола при производстве пластмасс»

Тема данного курсового проекта: «Разработка системы очистки воздуха от пыли и фенола при производстве пластмасс». Полимеры, в частности пластмассы, являются одним их самых распространенных искусственных, отсутствующих в природе материалов. Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять заданную форму после охлаждения или отвердения [1]. Их распространенность, применение обусловлено рядом их специфических свойств, таких как малая плотность при удовлетворительной технологической прочности, высокая химическая коррозионная стойкость, хорошие электроизоляционные свойства и прочее. При производстве пластических масс вредными и опасными факторами являются: горячие материалы и производственное оборудование (опасность ожогов); движущиеся части машинного оборудования (опасность механических травм), необходимость перемещения тяжелых масс материалов, изделий, деталей оборудования, а также опасность поражения электрическим током и разрядами статического электричества. Но наибольшую опасность и вредность образуют газо-паровыделения и пыль. Задачи курсового проекта – подбор оборудования, расчет оборудования, разработка технологической схемы очистки воздуха от пыли и фенола при производстве пластмасс. Расчет задания 3.2 Расчёт циклона 1) Рассчитываем площадь сечения циклона, м2 [7]: F=Q/wопт, (1) где Q – расход очищаемого воздуха; wопт - оптимальная скорость газового потока в циклоне , м/с. Qобщ = 600м3/ч∙8 = 0,17 м3/с∙8=1,36 м3/с; (2) F=Q/wопт = 1,36/3,5 =0,39 (м2). (3) 2) Вычисляем диаметр циклонного аппарата, м: D= ; (4) D = (м); (5) 3) Рассчитываем действительную скорость воздуха в циклоне, м/с: w = Q/0,785∙N∙D2; (6) w = 1,36/0,785∙1∙0,72=3,58 (м/с2); (7) 4) Определяем гидравлическое сопротивление циклона: Коэффициент местного сопротивления циклона равен ζц = K1∙K2∙ζ500 + K3, (8) где K1 – коэффициент, зависящий от диаметра циклона = 1, K2 – поправочный коэффициент на запыленность воздуха = 1; ζ500 – коэффициент местного сопротивления циклона, отнесенный к скорости в сечении циклона (при выхлопе в сеть для ЦН-15 = 163); K3 - коэффициент на способ компоновки для группы циклонов ЦН (= 0). ζц = 1∙1∙163 + 0 =163. (9) 5) Рассчитываем потерю напора в циклоне, Па: ΔP= ζц∙pг∙w2/2 ; ΔP= 163∙0,00128∙3,582/2 =1,34 (Па). (10) 6) Рассчитываем диаметр частиц, улавливаемых в циклоне с эффективностью 50%: ; (11) (мкм). (12) 7) Вычисляем безразмерный коэффициент x: (13) (14) f(-0,11) по таблице приложения А = 0,4602. 8) Вычисляем фактическую эффективность очистки газа в циклоне h = 0,5(1+f(x))100 = 0,5(1+0,4602)100 = 73 (%). (15) 3.3 Расчёт рукавного фильтра Концентрация пыли после циклона ЦН-15 уменьшилась 0,3г/м3-73% =0,08г/м3 = 80 мг /м3, что превышает норму в 10 мг /м3 в 8 раз. 1) Определяем удельную газовую нагрузку: q = qH∙c1∙c2∙c3∙c4∙c5 [8]; где qH – нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, (для пластмасс qH = 1,7); с1 – коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтрующих элементов с2 –коэффициент, учитывающий влияние концентрации на удельную нагрузку; с3 – коэффициент, учитывающий влияние дисперсного состава пыли в газе; с4 – коэффициент, учитывающий влияние температуры газа; с5 – коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки. q = 1,7∙1∙1,1∙0,9∙1∙0,95 = 1.6 (г/м3). (16) 2) Рассчитываем поверхность фильтрования: F=Q(60q); F=4800(60∙1,6) = 50 (м2); (17) По каталогу для приведенных условий выбираем фильтр ФРКИ-60 с фактической поверхностью фильтрования 60 м2. Степень очистки данного фильтра 98-99,6%. Скорость фильтрования при применении рукавов из лавсана в сочетании с импульсной продувкой составляет 1,6 – 3,5 м/с, в зависимости от загрязнения фильтровальной поверхности. Запылённость после циклона ЦН-15 составляла 80 мг/м3. Вычисляем запылённость после рукавного фильтра: 80 мг/м3-98%(берем минимальное значение очистки) = 1,6 мг/м3. Полученный результат, более чем, соответствует всем нормам. 3.4 Расчёт адсорбера Объемный расход паровоздушной смеси, подаваемой на адсорбцию Q = 4800 м3/час. Начальная концентрация формальдегида С0 = 2,5 мг/м3. Скорость паровоздушной смеси w = 1,6 м/с, считая по минимальной скорости после рукавного фильтра. Динамическая адсорбционная емкость активированного угля (АУ) ад = 7% (масс.), остаточная активность после десорбции 0,8% (масс.). Насыпная плотность АУ ρнас = 500 кг/м3. Продолжительность периода адсорбции составляет 30 дней (720 часов). Раз в месяц предполагается регенерация адсорбента. Масса адсорбента из уравнения материального баланса по загрязнителю (удаляемой примеси) равна[9]: ma = = = 140 кг. (18) Геометрические размеры адсорбера следующие: Da = = = 1,1 м. (19) Нa = = = 0,3 м. (20) Масса активированного угля равна 140 кг, диаметр адсорбера 1,1м, высота слоя адсорбента 0,3м. Таким образом, предлагаемая схема позволит добиться высокой очистки воздуха не только от пыли (98-99,6%), но и от газообразных веществ – фенолов.