Файл: Курсовой проект по дисциплине Оборудование для производства металлических порошков на тему Расчет системы газоочистки установки получения порошка.docx

_{Министерство науки и ВЫСШЕГО образования Российской Федерации}Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (НИЯУ МИФИ)НОВОУРАЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТКафедра Технологии машиностроенияКУРСОВОЙ ПРОЕКТпо дисциплине«Оборудование для производства металлических порошков»на тему: «Расчет системы газоочистки установки получения порошка»Вариант _______Выполнил:студент группы ___________ _________________________________________(шифр) (подпись) (Фамилия И.О.)Руководитель__________________________________(Фамилия И.О.)Сдана на проверку__________________(дата)Зачтено____________________________________(Оценка, дата и подпись преподавателя)Новоуральск 2023Содержание

1 Исходные данные для расчета

Исходными данными для разработки схемы очистки газа от пылевой фракции порошка цинка являются следующие технологические параметры:

1. 
   Максимальная производительность установки: 800 кг/ч;
   
2. 
   Расход сбрасываемого газа ;
   
3. 
   Пылеунос – принимается по наибольшему из возможных значений (максимально возможная доля пылеуноса 65%);
   
4. 
   Температура газа ;
   
5. 
   Плотность газа ;
   
6. 
   Динамическая вязкость газа ;
   
7. 
   Плотность частиц пыли ;
   
8. 
   Дисперсный состав пыли, задаваемый медианным диаметром (рис.1);
   
9. 
   Среднее квадратичное отклонение данного распределения частиц (рис.1).
   

---

Концентрация пыли в сбрасываемом газе составляет:Дисперсный состав порошка, перенесенный в логнормальные координаты представлен на рисунке 1.Рисунок 1 – Гранулометрический состав порошкаДанному распределению соответствует порошок с медианой d₅₀=12 мкм и стандартным отклонением σ_LN=1,84.Стандартное отклонение определяется по следующей формуле: =22/12=1,84

2 Расчет циклона для предварительной очистки

Устанавливаемые циклоны должны обладать следующими характеристиками:

• 
  Использование (при конструктивной возможности) одного циклона вместо групп циклонов или парных циклонов, т.к. эффективность единичного циклона на одной воздушной линии выше нескольких;
  
• 
  Наибольшая эффективность при улавливании мелкодисперсной пыли;
  
• 
  Гидравлическое сопротивление не более 2 кПа (для возможности установки одного вентилятора на каждой линии аспирации вместо двух).
  

2.1 Выбор конструкции циклона

Для дальнейшего расчёта циклона выбирается его конструкция в зависимости от назначения. Основной задачей циклона в технологической линии является максимальное пылеулавливание для снижения дальнейшей пылевой нагрузки на рукавный фильтр. Для этих целей наиболее подходящими являются конические циклоны конструкции НИИОГАЗа серии СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34 и их модернизированные версии. Для металлургической промышленности (улавливания пыли с высокой плотностью) целесообразно использование высокоэффективного циклона СДК-ЦН-33 [1, стр. 70].

2.2 Расчёт параметров циклона

Задавшись типом циклона, определяются следующие параметры [2, стр. 162]:

1. 
   Диаметр частиц, улавливаемых в циклоне с эффективностью 50%:
   

;

2. 
   Оптимальная скорость газа в циклоне ;
   
3. 
   Дисперсия распределения значений фракционной эффективности пылеуловителя: .
   

Примечание: значения

---

, , соответствуют следующим условиям работы циклонов:

1. 
   Средняя скорость газа в циклоне ;
   
2. 
   Диаметр циклона ;
   
3. 
   Плотность частиц ;
   
4. 
   Динамическая вязкость газа .
   

Необходимая площадь сечения циклона:Диаметр циклона:Диаметр циклона округляется до величины из стандартного ряда диаметров – 1,4 м.Исходя из конструктивных соображений, а именно высоты циклона СДК-ЦН-33-1400, которая составляет 3972 мм. Действительное значение скорости газа в циклоне:Коэффициент гидравлического сопротивления в циклоне:где: – коэффициент гидравлического сопротивления циклона диаметром 500 мм; – поправочный коэффициент на диаметр циклона; – поправочный коэффициент на запыленность газа; –коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с групповой компоновкой циклонов в группу.Потери давления в циклоне:Диаметр частиц, улавливаемых в аппарате при фактических условиях работы выбранного циклона, с эффективностью 50 %:Параметр X по формуле:Значение Ф(Х), представляющее собой полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях, [2, стр.135]

---

.

Эффективность циклона:



Пылеунос из циклона:



Концентрация пыли, выходящей из циклона:


Циклон СДК-ЦН-33-1400

• 
  Корпус изготовлен из углеродистой стали;
  
• 
  Объёмный поток газа: м³/ч;
  
• 
  Диаметр циклона: 1400 мм;
  
• 
  Скорость воздушного потока: 1,81 м/с;
  
• 
  Аэродинамическое сопротивление: 830 Па;
  
• 
  Эффективность очистки: 98,875%;
  
• 
  Концентрация пыли в сбрасываемом газе: 78 г/м³;
  
• 
  Входной поток пыли: 780 кг/ч;
  
• 
  Выходной поток пыли: 8,775 кг/ч;
  
• 
  Улов пыли: 771,23 кг/ч;
  
• 
  Выходная концентрация пыли: 0,097 г/м³;
  
• 
  Габариты (Длина х Ширина х Высота): 1540х1770х5232 мм.
  

3 Расчет рукавного фильтра

Для рассчитываемой системы рационально использовать фильтр окончательной очистки сбрасываемого воздуха. Наиболее распространёнными типами сухой очистки сбрасываемых газов являются различные фильтры с большой пропускной способностью и возможностью регенерации фильтрующего материала. Таким фильтрам относят рукавные фильтры с импульсной продувкой и вибровстряхиванием. Фильтры с импульсной продувкой наиболее рационально использовать для улавливания мелкодисперсной пыли.Расчёт фильтра выполняется по приведённым ниже формулам [2, стр. 203].Скорость фильтрации:где – константа удельной нагрузки;A=1 – коэффициент, учитывающий влияние размера частиц;B=0,9 – коэффициент, учитывающий влияние технологического передела;C=0,9 – коэффициент, учитывающий влияние температуры газов;D=0,9 – коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли в очищаемом газе.Площадь фильтрации установки:где – расход газа, ;

---

– подсос газа, составляющий 5% [2, стр. 206] от расхода газа , .
Наиболее оптимальным для данных условий является фильтр импульсной продувки СРФ8x2 производства ООО «ЭкоФильтр» (г. Санкт-Петербург), площадь фильтрации которого составляет 120 м², эффективность не менее 99,9%. Для него фактическая скорость фильтрации:



Концентрация пыли на выходе из фильтра:



Для нормальных условий запыленность выбрасываемого воздуха составит 0,0005 г/нм³ при допустимых 0,01 г/нм³.

Входной поток пыли в фильтр: .

Улов пыли: .

Выходной поток пыли: .

Фильтр рукавный для окончательной очистки воздуха от цинковой пыли после циклонов и выброса очищенного воздуха в атмосферу.

Технические характеристики (исходные данные для подбора):

• 
  Площадь фильтрации фильтра, не менее: 120 м²;
  
• 
  Производительность по воздуху, не менее: 10000 м³/час;
  
• 
  Скорость фильтрации: не более 1,8 м/мин;
  
• 
  Материал фильтровальных рукавов: PE/ExCharge (полиэфир-антистатик);
  
• 
  Запыленность газов: на входе – не более 120 г/нм³, на выходе – не более 20 мг/нм³;
  
• 
  Эффективность: 99,9%;
  
• 
  Гидравлическое сопротивление: до 2000 Па;
  
• 
  Рабочая температура фильтра не менее 100 °С;
  
• 
  Вид встряхивания: автоматическое, импульсом сжатого воздуха до 0,8 МПа, 600 л/мин;
  
• 
  Взрывозащищенное исполнение с взрыворазрывной мембраной на корпусе;
  
• 
  Наличие площадок обслуживания для обслуживания фильтрующих элементов;
  
• 
  Наличие аварийного индикатора уровня;
  
• 
  Датчики перепада давления на входе и выходе фильтра.
  

Для выгрузки материала из фильтра на нижний фланец необходимо установить тактовый шлюз, который исключает возможность подсоса воздуха в систему аспирации и позволяет выгружать материал из бункера фильтра в установленные под ним контейнеры.

4 Вентилятор транспортный

---