t_n = 120 єС

t_k = 30 єС

V_Г = 35000 м³/ч

1. Определение тепловой нагрузки:

Q = с_г · V_Г/3600 · C_Г · (t_n - t_k), Дж/с,

с_г = 1,31 · 273/(273+120) = 0,91 кг/м³

C_Г = 25,2 + 0,0145Т +3,4· 10⁵ · Т^-2, Дж/моль·град

C_Г = (25,2 + 0,0145·393 + 3,4· 10⁵ · 393^-2)/29.71= 33,03/29,71 = 1,11 Дж/г · К = =1110 Дж/кг · К

2. Определение среднелогарифмической разности температуры:

В качестве теплоносителя используем воду со следующими характеристиками: t_n = 10 єC, t_k = 70 єC

Движение жидкости противоточное, тогда:

?t₁ = 120-70 = 50 єC

?t₂ = 30-10 = 20 єC, т.к. ?tб/?tм = 1,5 < 2, то

?tср = (30+10)/2 = 20 єC

3. Определение поверхности теплообмена:

F = Q/K·?t, где К-коэффициент теплопередачи.

Принимаем К=800 Вт/м² · К

F = 796425/(20·800) = 49,7 м²

По данной величине поверхности теплообмена выбираем кожухотрубный теплообменник со следующими характеристиками:

Dкож=400 мм

Dтруб=25*2 мм

Число ходов-1

Число труб-111 шт.

Поверхность т/о - 52,0 м²

Длина труб - 6,0 м

Масса теплообменника-1750 кг

Рассчитаем коэффициент запаса:

?=(52,0-49,7)·100/49,7 = 4,6 ?

4.2.2 Выбор типа пылеулавливающего аппарата

Концентрация взвешенных веществ составляет 9.5 г./м³

Выбор типа пылеулавливающего аппарата зависит от требуемой степени очистки газов, дисперсного состава взвешенных частиц и параметров очищаемых газов.

Пылеулавливающие аппараты подразделяют на сухие механические, фильтрующие, мокрые механические, электрические (электрофильтры).

В основе работы сухих механических пылеуловителей лежат гравитационный, инерционный и центробежный механизмы осаждения частиц. Наиболее эффективным для этой группы аппаратов является центробежный механизм.

1) К сухим пылеуловителям относятся пылеосадительные камеры, простейшие инерционные и жалюзийные пылеуловители, циклоны одиночные, групповые и батарейные, вихревые аппараты, дымососы-золоуловители. В ЦБП и особенно в деревообработке из сухих механических пылеуловителей наиболее распространены циклоны, областью эффективного применения которых является улавливание пылей с размерами d₄>20-50 мкм.

2) Фильтрующие пылеулавливающие аппараты - фильтры принято делить на три класса: фильтры тонкой очистки (волокнистые фильтры), фильтры для очистки атмосферного воздуха (сетчатые фильтры), промышленные фильтры (тканевые или зернистые). Волокнистые фильтры относятся к аппаратам однократного использования и со сроком службы до 1 года при входной запыленности до I мг/м³. Сетчатые фильтры, используемые в системах общеобменной и в ограниченных случаях местной вентиляции, применяются при входной запыленности до 10-30 мг/м³. При улавливании волокнистых пылей в таких фильтрах может достигаться высокая эффективность и обеспечиваться регенерация фильтрующего материала.

Благодаря автоматизации работы механизмов регенерации в современных типах тканевых рукавных фильтров наибольшие возможности из фильтрующих аппаратов для промышленного применения имеют фильтры, в которых фильтрующим материалом являются ткани. Тканевые фильтры эффективно улавливают частицы с размерами около 1 мкм. Однако применение таких фильтров в отрасли затрудняется вследствие ограниченной термостойкости тканей, а также из-за опасности закупорки тканей при очистке влажных газов, к которым относятся дымовые газы таких крупных источников, как ИРП и СРК.

3) В основе аппаратов мокрой механической очистки лежит инерционный механизм пылеулавливания, который проявляется при обтекании газами смачиваемых поверхностей осаждения, а также при взаимодействии газов с каплями орошающей жидкости. К достоинствам мокрых пылеуловителей относятся: более высокая степень очистки, чем в наиболее эффективных сухих механических пылеуловителях (в скрубберах Вентури может достигаться такая же высокая степень очистки газов, как в тканевых фильтрах и электрофильтрах при улавливании высокодисперсных частиц); возможность одновременного осуществления процессов пылеулавливания, охлаждения газов и абсорбции; эффективное применение при высоких температуре и влажности газов; безопасность использования при улавливании взрывоопасных пылей. К недостаткам мокрого пылеулавливания следует отнести: образование шламовых вод и растворов солей; высокие затраты энергии для эффективного улавливания мелких частиц; брызго- и каплеунос при форсировании работы аппаратов.

4) Электрические фильтры предназначены для высокоэффективной очистки технологических газов и аспирационного воздуха от твердых или жидких частиц, выделяющихся при технологических процессах в различных отраслях промышленности. Электрические фильтры применяют в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др.

Основные преимущества очистки газов электрофильтрами следующие:

· электрофильтры имеют широкий диапазон производительности - от сотен до миллионов м³/ч

· электрофильтры обеспечивают высокую степень очистки газов - до 99,95%

· электрические фильтры имеют низкое гидравлическое сопротивление - 0,2 кПа

· Электрические фильтры могут улавливать твердые и жидкие частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков мкм.

В зависимости от вида улавливаемых частиц и способа их удаления с электродов, электрофильтры подразделяются на сухие и мокрые. В сухих электрических фильтрах для очистки поверхности электродов от пыли, используются механизмы встряхивания ударно-молоткового типа. Пыль из сборных бункеров выводится в сухом виде или в виде шлама.

В мокрых электрофильтрах уловленный продукт с поверхности электродов, смывается жидкостью или стекает самотеком, а из бункеров удаляется в виде жидкости или шлама.

В зависимости от направления движения газа электрические фильтры делятся на горизонтальные и вертикальные. Сухие вертикальные электрофильтры обычно используются при дефиците производственной площади.

В районах с умеренным климатом электротехническое оборудование размещают, как правило, на открытом воздухе, в суровых климатических условиях - в отапливаемых помещениях. Для устранения конденсации влаги на внутренних частях корпус электрофильтра теплоизолирован.

За последние 10 лет были проведены значительные усовершенствования электрофильтров:

· разработаны и внедрены новые интенсивные игольчатые коронируюшие электроды типа СФ различной модификации для улавливания невысокоомных и высокоомных пылей

· разработаны и внедрены осадительные элементы типа ЭКО МК 4x160 повышенной точности изготовления, что позволило создавать аппараты с высотой электродов до 18 метров, а также существенно повысить степень очистки за счет улучшения центровки электродных систем

· разработано и внедрено на базе малогабаритных, надежных приводов устройство встряхивания электродов с использованием частотного преобразователя для регулирования частоты и периодичности встряхивания в широком диапазоне;

· разработан и внедрен микропроцессорный регулятор БУЭФ для агрегатов питания электрофильтров с различными программами управления, позволяющими эффективно регулировать напряжение при улавливании пыли с различными свойствами. Наличие линии связи позволяет подключить БУЭФ к современным комплексам АСУТП для управления технологическим процессом.

· разработана и внедрена в практику конструирования аппаратов с горизонтальным ходом газа компоновка механического оборудования в корпусе аппарата с верхним встряхиванием коронирующих электродов, что позволило значительно уменьшить межпольные промежутки, увеличить активное время пребывания газа и повысить степень очистки газа в заданном корпусе.

Разработан комбинированный аппарат типа ЭФ - РФ, представляющий собой последовательное соединение электрофильтра и рукавного фильтра. В таком аппарате можно очищать газ до 20 мг/нм³ при входной запыленности 150 г./м³ и более. Причем на степень очистки газа здесь не влияет величина удельного электрического сопротивления пыли, т.е. не требуется традиционная подготовка газа при улавливании высокоомной пыли.

Наиболее перспективным типов золоуловителей для крупных ТЭС являются электрофильтры, которые могут обеспечить высокую степень очистки газов з= 0.99 - 0.995.

В электрофильтрах запыленный газ движется в каналах, образованных осадительными электродами, между которыми расположены через определенное расстояние коронирующие электроды (рис.!!!!!!). К электродам подводится постоянный ток высокого напряжения (плюс - к осадительным электродам, минус - к коронирующим). При достаточной напряженности электростатического поля происходит ионизация дымовых газов и частички золы получают заряд, обычно отрицательный. Под действием электростатических сил частички осаждаются на осадительном электроде. Далее с помощью ударного механизма происходит встряхивание электродов, и частички, отделившиеся от них под действием силы тяжести, попадают в бункер.

Электрофильтр современной типовой конструкции типа УГ (универсальный горизонтальный) показан на рис. 4. Запыленные газы после газораспределительной решетки поступают в коридоры, образованные вертикально висящими широкополосными осадительными электродами С-образной формы, к которым подведен выпрямленный ток высокого напряжения. Коронирующие электроды представляют собой профильные ленточные элементы с штампованными иглами, укрепленные в специальной рамке. Для удаления осевшей на электродах золы предусмотрены встряхивающие устройства в виде молотков, ударяющих по наковальням электродов. Осевшая зола попадает в бункера и затем через гидравлические затворы направляется в систему гидрозолоудаления.

По ходу движения газа осадительные и коронирующие электроды объединяются в электрические поля, имеющие самостоятельные питание и систему встряхивания. Это необходимо потому, что условия работы полей разные- в первом по ходу газов поле оседает наибольшее количество золы, в последнем - минимальное.

Важным фактором, определяющим эффективность работы электрофильтра, являются агрегаты электрического питания. Каждый агрегат обслуживает одно поле (или половину поля), состоит из трех узлов: повысительно-выпрямительного блока с высоковольтным распределительным устройством, блока магнитных усилителей и дросселей и пульта управления. Для поддержания напряжения в любой момент работы электрофильтра на грани пробивного, когда обеспечивается наилучшая ионизация газов, применена автоматическая схема регулирования.

Электрофильтры выпускаются двух типов: УГ2 - с высотой электрода 7,5 м и активной длиной каждого поля 2,5 м и УГЗ - с высотой электрода 12,2 м длиной поля 4 м. Число полей п в каждом электрофильтре может быть 3 и 4. Поперечные сечения для прохода газов w, м², для электрофильтров УГ2 имеют следующие значения: 26, 37, 53, 74; для электрофильтров УГЗ: 88, 115, 17, 230, 265.

Рис. 4. Электрофильтр типа УГ

1 - корпус, 2 - электрод осадительный, 3 - электрод коронирующий, 4 - механизм встряхивания коронирующих электродов, 5 - механизм встряхивания осадительых электродов, 6 - газораспределительная решетка, 7 - бункер для золы, 8 - изолятор.

5. Расчет вспомогательного оборудования

5.1 Расчет вентилятора

Мощность вентилятора:

ДР - общее гидравлическое сопротивление в абсорбере, электрофильтре и теплообменном аппарате = 2044+150+3000=5194 Па

? - КПД вентилятора

Выбираю центробежный вентилятор В-Ц12-49-8-01 с электродвигателем 4А280S4

5.2 Расчет насоса

Полезная мощность на перекачивание жидкости:

N =с · g · L · (H/ ?_н · ?_э/дв), Вт

с - плотность абсорбента, кг/м³

L - расход абсорбента, м³/с

H - необходимый напор, мм. в. ст.=208+4800=5.008 м

?_н - КПД насоса

?_э/дв - КПД электродвигателя

Nп = 1050 · 9,8 · 0,042 · (5.008/ 0.65 · 0.89) = 3741 Вт

Выбираю центробежный насос марки Х160/29/2 c электродвигателем ВАО-72-2.

Заключение

Таким образом, в курсовой работе была дана характеристика выбросов ТЭС, а конкретно по диоксиду серы, сделаны выводы об уровне опасности его для здоровья человека и окружающей среды. Были рассмотрены различные методы очистки выбросов ТЭС от диоксида серы. Для построения системы очистки был выбран абсорбционный метод, как наиболее подходящий с Na2CO3 в качестве абсорбента. Аппарат для проведения абсорбции был выбран абсорбер ВН, обеспечивающий схеме достаточную производительность.

Библиографический список

1. Л.Н. Григорьев, Т.И. Буренина «Охрана окружающей среды при проектировании». Часть 1. Учебное пособие / ГОУ ВПО СПбГТУ РП. СПб., 2004.

2. Л.А. Рихтер, Э.П, Волков «Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов тепловых электростанций». Учебник для вузов / М. Энергоиздат, 1981.

3. Н.Г. Вилесов, А.А. Костюковская «Очистка выбросных газов» / «Технiка», 1971.

4. А.В. Гладкий «Абсорбционные методы очистки газов от двуокиси серы» / М. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978.

5. В.И. Смола, Н.В. Кельцев «Защита атмосферы от двуокиси серы» / М. «Металлургия». 1976.

6. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию /Под ред. Ю.И. Дытнерского/ Изд.2-е. - М.: Химия, 1991

7. «Вредные вещества в промышленности». Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд-е 7-е, пер. и доп. В трех томах. Под ред. засл. деят. науки проф. Н.В. Лазарева и докт. биол. наук проф. Д.И. Гадаскиной. Л., «Химия», 1977.

8. «Очистка и рекуперация промышленных выбросов». Учебное пособие для вузов/В.Ф. Максимов, И.В. Вольф, Л.Н. Григорьев и др. Под ред. В.Ф. Максимова, И.В. Вольфа. 2-е изд., перераб.-М.: Лесная промышленность, 1981.

Размещено на Allbest.ru