Файл: Расчетноконструкторский Расчет системы вентиляции склада готовой продукции.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
доп= 0,35 г/м3 составляет:
Vприт = G/gдоп (22)
Рассчитать необходимое количество воздуха для организации воздухообмена. Насколько необходимо увеличить количество воздуха, извлекаемого из-под укрытий или организовать дополнительную вытяжку из помещения?
2.15 Расчет воздуховодов, выбор вентиляторов и электродвигателей
При проектировании общеобменных вентиляционных систем необходимо знать объем приточного и удаляемого (вытягиваемого) из помещения воздуха.
1. Для защиты от вредных выделений необходимо знать:
1) количество вредных выделений q(газов, пыли, паров), поступающих в помещение (г/ч);
2) допустимую концентрацию вредных веществ в производственном помещении ПДК и концентрацию вредных веществ в приточном (наружном) воздухе Кп (мг/л).
Имея эти данные, определяют объем воздуха LВдля растворения вредных веществ до ПДК:
(23)
2. Необходимый объем воздуха для борьбы с избыточным теплом определяют по формуле:
(24)
где Qизб – избыточное тепло, ккал/ч;
tв, tн – соответственно температура внутреннего и наружного (приточного) воздуха;
— удельный вес наружного воздуха, кг/м3.
3. В отдельных случаях для расчета количества воздуха, необходимого для вентиляции, можно пользоваться понятием «кратности воздухообмена» (п), показывающим, сколько раз в течение часа должен поменяться воздух в помещении (п — для различных помещений приводится в литературе). Зная «n» для любого цеха (отделения), определяют ориентировочный объем притока или вытяжки Lк = п Vпом, м3/ч, где Vпом — объем помещения в м3.
2.16 Порядок расчета вентиляционной системы общеобменной вентиляции
1. Выбирают конфигурацию вентиляционной сети в зависимости от размеров помещения, установок, оборудования.
2. По расчетным объемам вентиляционного воздуха и его скоростям внутри воздуховодов на отдельных участках сети (которые принимают 6-12 м/с) определяют по специальным номограммам сечение воздуховодов.
3. Определяют сопротивления трения Rи местные сопротивления zв сети. Сопротивление трения R определяется по формуле:
(25)
Где — коэффициент сопротивления трения (для стальных воздуховодов — =0,02);
l — длина воздуховода, м;
d — диаметр воздуховода, м;
— скоростной напор.
Местные сопротивления z возникают в тройниках, коленах, отводах, калориферах и т. п. и определяются по формуле:
(26)
Где - сумма коэффициентов местных сопротивлений (определяется по таблицам).
4. Зная, какую производительность в м3/г и полное давление Н (Н должно быть больше R+Z) должен развивать вентилятор, производят его выбор по аэродинамической характеристике.
5. Установочная мощность электродвигателя вентилятора в кВт рассчитывается по формуле:
(27)
где L — производительность вентилятора, м3/ч;
Н — полное давление вентилятора, кг/м2;
в – к.п.д. вентилятора;
н – к. п. д. ременной передачи (0,9);
К — коэффициент запаса (11,,5).
6. Определив Nуст по справочнику (каталогу), подбирают соответствующего типа электродвигатель.
По данным санитарной лаборатории условия труда при производстве фильтр полотна не соответствуют требованиям безвредности и безопасности по содержанию в воздухе рабочей зоны ДХЭ.
Проанализировав условия труда и ознакомившись с тех процессом, производство фильтрующего материала требует технического перевооружения растворного отделения путем установки системы очистки паров дихлорэтана. Для очистки был выбран адсорбер.
Основное технологическое оборудование на стадии рекуперации.
Адсорбер – горизонтальный аппарат, полочный объемом 20 м3, изготовлен из титана. Диаметр адсорбера 2 м, длина цилиндрической части 6 м, площадь фильтрующей поверхности 12 м2. В нижнюю часть адсорбера входит барботер, представляющий собой трубу диаметром 98 мм с отверстиями вниз. Сверху над барботером на балках расположены колосниковые решетки. На колосниковых решетках размещены две сетки: размер ячейки в свету верхней сетки 5×1,2 мм; нижней сетки 2,5×0,5 мм. На сетке имеется слой гравия толщиной до 100 мм. Сверху на слое гравия засыпан активный рекуперационный уголь марки АР – Б. Высота слоя угля 0,7 м.
Адсорбер оборудован системой управления и контроля, включающей:
- щит дистанционного ручного управления запорной арматурой, а именно клиновыми фланцевыми задвижками с электроприводом во взрывозащищенном исполнении. Запорная арматура выполнена из титана, нержавеющей стали и чугуна;
- щит контроля параметров работы адсорбера в фазах «адсорбция – десорбция», включающий термодат.
В верхней части адсорбера имеется два загрузочных люка для осмотра и загрузки – выгрузки угля.
Теплообменник – кожухотрубный конденсатор, вертикально расположенный аппарат из нержавеющей стали объемом 2 м3. Поверхность теплообмена – 40 м2. Теплообменник снабжен патрубками. Сверху в трубное пространство подается паровоздушная смесь, в нижней части сбоку в меж трубное пространство – охлаждающая вода. Среды направлены противотоком друг к другу. Температура конденсата регулируется подачей воды в теплообменник. Выход конденсата расположен в нижней сферической части теплообменника, выход охлаждающей воды в канализацию – в верхней части теплообменника.
Сепаратор САЖ – ЗС – вертикально расположенный аппарат из нержавеющей стали объемом 2 м2. Служит для разделения дихлорэтана и воды, имеющих различную плотность. Аппарат снабжен мерным стеклом и линейкой. Вход конденсата расположен сверху, выход дихлорэтана – в нижней части сепаратора, а слив воды – в верхней боковой части аппарата [8].
В данном проекте разработано внедрение в производство двух дополнительных адсорберов.
При эксплуатации в техпроцессе трех одинаковых адсорберов в батарею обеспечивается непрерывный процесс рекуперации по двухфазному циклу, что приводит к снижению ПДК паров ДХЭ, поставки объема ДХЭ за счет его возврата адсорбцией.
В перечень анализируемых показателей включены только те, которые непосредственно определяют уровень расходов при обращении с ДХЭ.
В основе расчетам использованы данные при установке одного и двух дополнительных адсорберов.
Кроме того, при оценке использованы данные при аварийном выходе из строя адсорбера, так как срок его остаточного ресурса истекает через два года.
Использованы следующие параметры:
Обслуживание трех адсорберов по сравнению с обслуживанием двух адсорберов потребует меньших на 23 % расходов на персонал.
По отношению к текущему состоянию при обслуживании трех адсорберов исключаются расходы на ЛПП и только на 2 % увеличиваются расходы на заработную плату персонала (вводится одна штатная единица).
Для обслуживания двух адсорберов потребуется четыре дополнительные штатные единицы, что увеличит в 1,13 раза расходы на заработную плату и ЛПП.
В данном проекте оптимизация технологического процесса, позволяет не только обеспечить снижение загазованности рабочей зоны и выбросов в атмосферу паров ДХЭ, но и обеспечивает возврат ДХЭ в производство, за счет чего сокращается общее количество опасного вещества, участвующее в технологическом процессе.
Таблица 1.2 - Сравнительная характеристика адсорберов [11]
Таким образом, правильный выбор аппарата, позволяет обеспечивать безопасные условия труда работающего персонала, а так же приводит к снижению негативного воздействия на окружающую среду.
Отделение рекуперации ДХЭ предназначено для улавливания летучих растворителей из вентиляционных выбросов конвейерных коробов основного производства изготовления фильтрполотна [8].
Рекуперация осуществляется в адсорбере по двухфазному циклу:
1) адсорбция паров ДХЭ на слое активного угля;
2) десорбция дихлорэтана паром.
Самым оптимальным и эффективным методом обеспечения безопасных условий труда, снижение загазованности воздуха рабочей зоны является адсорбер периодического действия с активированным углем.
Адсорбционный процесс является избирательным и обратимым. В отделении рекуперации протекает поглощение паров ДХЭ из парогазовой смеси активированным углем, с последующей десорбцией ДХЭ паром, происходит выделение нужного компонента из твердой фазы в более или менее чистом виде.
Адсорбер периодического действия используют при обрабатывании достаточно большого количество газа или если газ содержит значительные концентрации сорбата, что делает выгодным регенерацию сорбента, а также, если стоимость свежего сорбента превышает стоимость регенерации.
Активированный уголь обладает высокой поглотительной способностью, избирательным действием, термической и механической стойкостью, легкой отдачей адсорбтива при регенерации, малым сопротивлением потоку газа.
Процесс адсорбции паров ДХЭ ведется в адсорбере при температуре 20-30 °С на слое активированного угля марки АР-Б, в течении 4-6 часов. Десорбция поглощенного углем дихлорэтана осуществляется водным паром с температурой 120-1400 [8].
Пары дихлорэтана и воды подаются в теплообменник-конденсатор, где конденсируются и конденсат с температурой +40°С сливается в сепаратор, где после отстаивания разделяется на слой дихлорэтана (нижний) и воды (верхний). Дихлорэтан сливается в сборник рекуперированного ДХЭ, откуда вновь поступает в производство [8].
Адсорбер периодического действия позволяет не только обеспечить снижение загазованности рабочей зоны и выбросов в атмосферу паров ДХЭ, но и позволяет уменьшить расходы растворителей путем возврата их в производство.
Vприт = G/gдоп (22)
Рассчитать необходимое количество воздуха для организации воздухообмена. Насколько необходимо увеличить количество воздуха, извлекаемого из-под укрытий или организовать дополнительную вытяжку из помещения?
2.15 Расчет воздуховодов, выбор вентиляторов и электродвигателей
При проектировании общеобменных вентиляционных систем необходимо знать объем приточного и удаляемого (вытягиваемого) из помещения воздуха.
1. Для защиты от вредных выделений необходимо знать:
1) количество вредных выделений q(газов, пыли, паров), поступающих в помещение (г/ч);
2) допустимую концентрацию вредных веществ в производственном помещении ПДК и концентрацию вредных веществ в приточном (наружном) воздухе Кп (мг/л).
Имея эти данные, определяют объем воздуха LВдля растворения вредных веществ до ПДК:
(23)2. Необходимый объем воздуха для борьбы с избыточным теплом определяют по формуле:
(24)где Qизб – избыточное тепло, ккал/ч;
tв, tн – соответственно температура внутреннего и наружного (приточного) воздуха;
— удельный вес наружного воздуха, кг/м3.
3. В отдельных случаях для расчета количества воздуха, необходимого для вентиляции, можно пользоваться понятием «кратности воздухообмена» (п), показывающим, сколько раз в течение часа должен поменяться воздух в помещении (п — для различных помещений приводится в литературе). Зная «n» для любого цеха (отделения), определяют ориентировочный объем притока или вытяжки Lк = п Vпом, м3/ч, где Vпом — объем помещения в м3.
2.16 Порядок расчета вентиляционной системы общеобменной вентиляции
1. Выбирают конфигурацию вентиляционной сети в зависимости от размеров помещения, установок, оборудования.
2. По расчетным объемам вентиляционного воздуха и его скоростям внутри воздуховодов на отдельных участках сети (которые принимают 6-12 м/с) определяют по специальным номограммам сечение воздуховодов.
3. Определяют сопротивления трения Rи местные сопротивления zв сети. Сопротивление трения R определяется по формуле:
(25)Где — коэффициент сопротивления трения (для стальных воздуховодов — =0,02);
l — длина воздуховода, м;
d — диаметр воздуховода, м;
— скоростной напор. Местные сопротивления z возникают в тройниках, коленах, отводах, калориферах и т. п. и определяются по формуле:
(26)Где - сумма коэффициентов местных сопротивлений (определяется по таблицам).
4. Зная, какую производительность в м3/г и полное давление Н (Н должно быть больше R+Z) должен развивать вентилятор, производят его выбор по аэродинамической характеристике.
5. Установочная мощность электродвигателя вентилятора в кВт рассчитывается по формуле:
(27)где L — производительность вентилятора, м3/ч;
Н — полное давление вентилятора, кг/м2;
в – к.п.д. вентилятора;
н – к. п. д. ременной передачи (0,9);
К — коэффициент запаса (11,,5).
6. Определив Nуст по справочнику (каталогу), подбирают соответствующего типа электродвигатель.
-
Обоснование проектного решения по установке адсорберов
По данным санитарной лаборатории условия труда при производстве фильтр полотна не соответствуют требованиям безвредности и безопасности по содержанию в воздухе рабочей зоны ДХЭ.
Проанализировав условия труда и ознакомившись с тех процессом, производство фильтрующего материала требует технического перевооружения растворного отделения путем установки системы очистки паров дихлорэтана. Для очистки был выбран адсорбер.
Основное технологическое оборудование на стадии рекуперации.
Адсорбер – горизонтальный аппарат, полочный объемом 20 м3, изготовлен из титана. Диаметр адсорбера 2 м, длина цилиндрической части 6 м, площадь фильтрующей поверхности 12 м2. В нижнюю часть адсорбера входит барботер, представляющий собой трубу диаметром 98 мм с отверстиями вниз. Сверху над барботером на балках расположены колосниковые решетки. На колосниковых решетках размещены две сетки: размер ячейки в свету верхней сетки 5×1,2 мм; нижней сетки 2,5×0,5 мм. На сетке имеется слой гравия толщиной до 100 мм. Сверху на слое гравия засыпан активный рекуперационный уголь марки АР – Б. Высота слоя угля 0,7 м.
Адсорбер оборудован системой управления и контроля, включающей:
- щит дистанционного ручного управления запорной арматурой, а именно клиновыми фланцевыми задвижками с электроприводом во взрывозащищенном исполнении. Запорная арматура выполнена из титана, нержавеющей стали и чугуна;
- щит контроля параметров работы адсорбера в фазах «адсорбция – десорбция», включающий термодат.
В верхней части адсорбера имеется два загрузочных люка для осмотра и загрузки – выгрузки угля.
Теплообменник – кожухотрубный конденсатор, вертикально расположенный аппарат из нержавеющей стали объемом 2 м3. Поверхность теплообмена – 40 м2. Теплообменник снабжен патрубками. Сверху в трубное пространство подается паровоздушная смесь, в нижней части сбоку в меж трубное пространство – охлаждающая вода. Среды направлены противотоком друг к другу. Температура конденсата регулируется подачей воды в теплообменник. Выход конденсата расположен в нижней сферической части теплообменника, выход охлаждающей воды в канализацию – в верхней части теплообменника.
Сепаратор САЖ – ЗС – вертикально расположенный аппарат из нержавеющей стали объемом 2 м2. Служит для разделения дихлорэтана и воды, имеющих различную плотность. Аппарат снабжен мерным стеклом и линейкой. Вход конденсата расположен сверху, выход дихлорэтана – в нижней части сепаратора, а слив воды – в верхней боковой части аппарата [8].
В данном проекте разработано внедрение в производство двух дополнительных адсорберов.
При эксплуатации в техпроцессе трех одинаковых адсорберов в батарею обеспечивается непрерывный процесс рекуперации по двухфазному циклу, что приводит к снижению ПДК паров ДХЭ, поставки объема ДХЭ за счет его возврата адсорбцией.
В перечень анализируемых показателей включены только те, которые непосредственно определяют уровень расходов при обращении с ДХЭ.
В основе расчетам использованы данные при установке одного и двух дополнительных адсорберов.
Кроме того, при оценке использованы данные при аварийном выходе из строя адсорбера, так как срок его остаточного ресурса истекает через два года.
Использованы следующие параметры:
-
Использование трех адсорберов – один имеющийся и два дополнительных. -
Использование двух адсорберов – один имеющийся и один дополнительный.
Обслуживание трех адсорберов по сравнению с обслуживанием двух адсорберов потребует меньших на 23 % расходов на персонал.
По отношению к текущему состоянию при обслуживании трех адсорберов исключаются расходы на ЛПП и только на 2 % увеличиваются расходы на заработную плату персонала (вводится одна штатная единица).
Для обслуживания двух адсорберов потребуется четыре дополнительные штатные единицы, что увеличит в 1,13 раза расходы на заработную плату и ЛПП.
В данном проекте оптимизация технологического процесса, позволяет не только обеспечить снижение загазованности рабочей зоны и выбросов в атмосферу паров ДХЭ, но и обеспечивает возврат ДХЭ в производство, за счет чего сокращается общее количество опасного вещества, участвующее в технологическом процессе.
Таблица 1.2 - Сравнительная характеристика адсорберов [11]
| Название и схема | Положительные характеристики | Недостатки выбранной установки |
| Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента.  Адсорберы с кипящим слоем адсорбента  | - отсутствие истирания частиц сорбента в результате трения одна о другую и о стенки аппарата, трубопровода и т.п. - достигается достаточно высокая степень очистки и осушки газов, подаваемых в аппарат. - единичная производительность вертикальных однослойных адсорберов обычно не превышает 10000 м 3 /ч. | -небольшие скорости газового потока в шихте и относительно малая доля сорбента, активно участвующего в процессе. -большое сечение горизонтальных адсорберов не обеспечивает равномерности распределения парогазовых потоков по сечению и, следовательно, и полноты использования адсорбционной емкости сорбента. -вертикальные адсорберы по сравнению с горизонтальными более рациональны в исполь- зовании. -горизонтальные конструкции целесообразно применять при очистке больших количеств газа от хорошо сорбирующихся примесей. |
| Адсорберы с движущимся слоем адсорбента.  | - высокая скорость парогазового потока в шихте (по сравнению со скоростями в стационарном слое); - высокий коэффициент использования сорбента; - отсутствие энергозатрат на периодическое нагревание и охлаждение в одном и том же аппарате; - возможность полной автоматизации и простота обслуживания. | - высокие требования к прочности зернистого сорбента (необходимо использовать высокопрочные адсорбенты сферической формы); - необходимость применения дорогостоящего теплоносителя; - эрозия аппаратуры; - низкий коэффициент теплопередачи, что требует большие площади теплообменных поверхностей в колонне (холодильник, десорбер) |
Таким образом, правильный выбор аппарата, позволяет обеспечивать безопасные условия труда работающего персонала, а так же приводит к снижению негативного воздействия на окружающую среду.
-
Обоснование выбора системы очистки паровоздушной смеси
Отделение рекуперации ДХЭ предназначено для улавливания летучих растворителей из вентиляционных выбросов конвейерных коробов основного производства изготовления фильтрполотна [8].
Рекуперация осуществляется в адсорбере по двухфазному циклу:
1) адсорбция паров ДХЭ на слое активного угля;
2) десорбция дихлорэтана паром.
Самым оптимальным и эффективным методом обеспечения безопасных условий труда, снижение загазованности воздуха рабочей зоны является адсорбер периодического действия с активированным углем.
Адсорбционный процесс является избирательным и обратимым. В отделении рекуперации протекает поглощение паров ДХЭ из парогазовой смеси активированным углем, с последующей десорбцией ДХЭ паром, происходит выделение нужного компонента из твердой фазы в более или менее чистом виде.
Адсорбер периодического действия используют при обрабатывании достаточно большого количество газа или если газ содержит значительные концентрации сорбата, что делает выгодным регенерацию сорбента, а также, если стоимость свежего сорбента превышает стоимость регенерации.
Активированный уголь обладает высокой поглотительной способностью, избирательным действием, термической и механической стойкостью, легкой отдачей адсорбтива при регенерации, малым сопротивлением потоку газа.
Процесс адсорбции паров ДХЭ ведется в адсорбере при температуре 20-30 °С на слое активированного угля марки АР-Б, в течении 4-6 часов. Десорбция поглощенного углем дихлорэтана осуществляется водным паром с температурой 120-1400 [8].
Пары дихлорэтана и воды подаются в теплообменник-конденсатор, где конденсируются и конденсат с температурой +40°С сливается в сепаратор, где после отстаивания разделяется на слой дихлорэтана (нижний) и воды (верхний). Дихлорэтан сливается в сборник рекуперированного ДХЭ, откуда вновь поступает в производство [8].
Адсорбер периодического действия позволяет не только обеспечить снижение загазованности рабочей зоны и выбросов в атмосферу паров ДХЭ, но и позволяет уменьшить расходы растворителей путем возврата их в производство.