Procese si echipamente de productie - Procedee si Echipamente pentru Epurarea Atmosferei

 

 

Procese si echipamente de productie

 

Disciplina Procedee si Echipamente pentru Epurarea Atmosferei

 

Sa se calculeze si sa se proiecteze o instalatie simpla de epurare si transport a gazelor provenite de la concasarea unor materiale avand urmatoarea distributie granulometrica:

Concentratia de praf masurata in tubulatura de transport este:

C = 150 + 1n [mg / m³]

Debitul de aer desprafuit in instalatie este:

Q = 10 000 + 100n [m³ / h]

Schema bloc a instalatiei de epurare este prezentata in figura de mai jos:

Vitezele de intrare -iesire in-din epuratoare vor fi identice cu vitezele de pe tronsoanele de transport.

Observatie: Se limiteaza dimensiunea maxima a diametrului exterior al ciclonului la 1000 mm. Cicloanele se vor monta in baterii de cicloane si vor forma un multiciclon. n reprezinta numarul din catalog al studentului. Pentru proiectare se va considera un randament initial de epurare al ciclonului dat de relatia:

η · n [%]

Gazele evacuate in atmosfera se vor incadra in limitele admise de legislatia aflata in vigoare.

Proiectul va cuprinde:

Parti scrise:

Memoriu de prezentare;

Breviar de calcule;

Concluzii;

Bibliografie.

Parti desenate:

Desenul de ansamblu al unui ciclon cuprinzand dispozitivul de calmare al gazelor la scara.

CUPRINS

Memoriu de prezentare

1. Generalitati

2. Descrierea instalatiei

3. Prezentare ciclon; mod de functionare; schita

4. Alegerea materialului

5. Date despre ventilatoare, dimensionare, caracteristici

6. Amplasarea ciclonului

7. Masuri specifice de protectie a muncii

BREVIAR DE CALCUL

1. Dimensionarea ciclonului

2. Calculul pierderilor de presiune

3. Dimensionarea si alegerea ventilatorului;

Memoriu de prezentare

1. Generalitati

Instalatiile de desprafuire au drept scop captarea particulelor au drept scop captarea particulelor de substante degajate si evacuarea lord in spatiul incaperii. Ele se realizeaza pentru eliminarea pericolului de imbolnavire a muncitorilor, protejarea utilajelor de uzura rapida, protejarea aparaturii electrice si electronice existente in sectie, precum si pentru recuperarea substantelor pretioase in vederea realizarii lor.

La proiectarea instalatiilor de desprafuire este important sa se cunoasca atat natura si cantitatea substantelor degajate, cat si gama de dimensiuni ale particulelor mai ales ale celor fine, care nu se depun, mentinandu-se in suspensie in aer.

Cheltuielile materiale pentru realizarea si exploatarea instalatiilor de desprafuire fiind mari, este necesar sa se incerce mai intai ca prin procedee tehnologice sa se reduca cantitatile de praf degajate, sa se lucreze eventual cu materiale care produc pulberi mai putin periculoase.

Cicloanele au o intrebuintare larga in toate domeniile de captare a prafului si sunt folosite fie ca aparate individuale, fie montate in baterii.

2.Descrierea instalatiei :

Instalatia este formata din : instalatia de sablare, ciclon, filtru cu saci, ventilator, cos, 3 tronsoane.

Aerul impurificat este transportat cu o viteza de 9 m/s pe o lungime a tronsonului 1 de 59 m, care are 7 coturi cu unghiuri de schimbare adirectiei de 90˚, catre ciclon pentru epurare.

Tronsonul al doilea are o lungime de 49 m , 5 coturi la un unghi de 90˚ si gazele au o viteza de 6 m/s, iar pe tronsonul al treilea care are o lungime de 3m si un cot la un unghi de 60˚ gazele sunt ventilate in cos cu o viteza de 6 m/s.

3. Prezentare ciclon; mod de functionare; schita

Ciclonul, este cea mai cunoscuta instalatie de epuare si este o instalatie care functioneaza pe principiul centrifugal de epurare.

Particula de praf intra in ciclon cu viteza care se poate descompune intro componenta axiala ce determina coborarea fluidului purtator in ciclon si o componen ta tangentiala care va determina separarea particulelor .

Colectarea prafului in cicloane se face in buncare asezate in partea inferioara a zonei tronconice a ciclonului. Eliminarea prafului se face in mod periodic la umplerea acestuia.

Dimensionera ciclonului se face dupa urmatoarele etape :

-determinare vitezelor , , din ciclon ;

-impunerea randamentelor de desprafuire ;

-determinarea randamentului pe fractii granulometrice ;

-determinerea randamentului total ;

-determinarea fractiilor ramase neepurate ;

-determinarea timpului de curatire ;

-calculul concentratiei de praf la iesirea din epuartor ;

-calculul pirderilor de presiune din ciclon ;

Se compune dintr-o manta cilindrica din tabla, terminata la partea inferioara cu un con cu orificiu de evacuare a prafului. In interiorul mantalei se gaseste un tub cilindric de evacuare a aerului curatit. Aerul incarcat cu praf este introdus tangential in partea superioara a mantalei, capatand astfel o miscare dupa o spirala descendenta.

Datorita fortei centrifugale, particulele solide sunt proiectate pe pèretii mantalei, sunt franate in miscarea lor si curg apoi spre conul inferior, aerul curatit iesind prin tubul interior central. Intrarea si iesirea gazelor se face prin partea superioara. Evacuarea prafului se face in partea inferioara unde ciclonul este prevazut cu un buncar, acesta avand o inclinatie mare fata de axa orizontala. Depunerea prafului in buncar se face sub actiunea fortei gravitationale. Pentru a se asigura o epurare eficienta, aerul impurificat trebuie sa execute in ciclon cel putin doua rotatii complete in jurul tubului central.

In figura de mai jos este prezentata schita ciclonului:

4. Alegerea materialului

Pentru cicloane utilizate la temperatura de 20^oC se poate alege ca material de constructie a ciclonului OL 37 sau OL 42.2.K, iar pentru temperaturi mai ridicate se alege otel refractar.

In cazul ciclonul proiectat am ales OL 37.1.K.

5. Date despre ventilatoare, dimensionare, caracteristici

Ventilatoarele sunt masini rotative care incarca aerul cu energie. Ele se compun dintr-o carcasa si un rotor actionat de un motor electric. Carcasa are doua racorduri din care unul pentru intrarea aerului si celalalt pentru iesirea aerului. Rotorul este alcatuit din palete care difera ca numar si forma in functie de tipul ventilatorului.

Prin invartirea rotorului, in dreptul racordului de intrare de produce o depresiune care aspira aerul in interiorul carcasei. Aerul intrat in carcasa este supus unei forte centrifuge si este comprimat. Dupa incarcarea cu energie, prin comprimare, aerul iese din carcasa si patrunde in tubulatura instalatiei.

Dupa forma lor constructiva si dupa directia pe care o are aerul care parcurge carcasa ventilatoarelor, acestea pot fi de doua tipuri :

- centrifugale (radiale)

- axiale

6. Amplasarea ciclonului

Cicloanele se monteaza in exetrior, pe cladire, pe console fixate in zidarie sau, in cazul in care au dimensiuni mari, se executa o constructie metalica speciala pentru sustinere.

Cicloanele sunt prevazute cu picioare de sustinere. Cand se monteaza pe fundatie de beton, sub aceste picioare se toarna cate un bloc de beton, prinderea ciclonului de aceste blocuri realizandu-se cu suruburi de ancorare. De aceea la turnarea blocurilor de beton se vor introduce in cofraj bucati de lemn in blocurile in care trebuie lasate gaurile pentru suruburile de ancorare. Pozitia acestor gauri se stabileste prin masurare pe ciclonul adus la santierul respectiv.

Montarea se incepe la 5-7 zile de la turnarea betonului. Pentru montarea cicloanelor grele se folosesc macarale. Inainte de montare se remediaza deformarile aparute in timpul transportului si manipularii.

Cicloanele mari vin pe santier neasamblate, asamblarea lor realizandu-se la locul de montare. La asamblare se pun in mod obligatoriu garnituri de carbon imbibate cu ulei de in la imbinarile cu flanse.

La instalatiile cu debite foarte mari se utilizeaza baterii de cicloane, alcatuite din mai multe cicloane montate intr-o incapere speciala. La aceste cicloane se mai executa caciuli de protectie, gurile de evacuare a aerului fiind legate la o tubulatura comuna.

7. Masuri speciale de protectie a muncii

Personalul de intretinere va urmari :

- completarea acoperirilor

- completarea izolatiei termice pentru a evita condensarile sau marirea gradului de umiditate in interiorul aparatului

- starea garniturilor la racordarea cu conducte de aductiune si evacuare a fluidului de epurat

- gradul de eroziune la interior pentru a se evita sparturi in manta sau depuneri din cauza acestor eroziuni

- mentinerea protectiei contra coroziunii si regiunii a constructiei metalice care sustine aparatul, prin completarea partilor deteriorate

- curatirea de zapada, polei, gheata a scarilor de acces in timpul iernii, pentru a se evita accidente in cazul unor interventii pentru control si reparatii

- curatirea de praf a microcicloanelor infundate

- acoperirea eventualelor crapaturi exterioare cu material de protectie

- verificarea, strangerea suruburilor de asamblare si inlocuirea celor uzate, atat la aparat cat si la asamblarea acestuia cu conductele respective

- executarea reviziilor periodice conform planului de intretinere al instalatiei respective

- verificarea continua a vitezei de intrare in ciclon este absolut necesara deoarece rezistentele cresc vertiginos odata cu cresterea vitezei mai sus mentionate

- orice depunere pe conductele de intrare si in interiorul ciclonului micsoreaza sectiunea acestora si automat maresc vitezele de circulatie, adica rezistentele.

Breviar de calcul

n=29

1. Dimensionarea ciclonului

Concentratia de praf masurata in tubulatura de transport

C= 150 +1*n= 179 mg/m

Debitul de aer desprafuit in aer:

Q= 10000 + 100*n= 10000+100*29= 12900 m/h

Dimensiunea maxima a diametrului exterior al ciclonului:

D= 1000 mm

Randamentul initial de epurare al ciclonului:

η= 65+ 0 * n= 67,9 %

Distributia granulometrica:

Calculul de dimensionare geometrica a ciclonului

p=

p> p , p-par :

p= 4 cicloane

d= = = 0 m

D= = = 0 m

p- numar de ciclon

v- viteza pe tronsonul 2

Q- debit

D- diametrul cilonului

d- diametrul tubului interior al ciclonului

Calcului vitezelor in ciclon

w= = = 10 m/s

a= 0 *D= 0,8* 0,7268= 0,5814

v== 10 m/s

u= m/s

Verificare:

w u v

Calculul lungimii de epurare

L

Calculul dimensiunii particulei critice

x= 10,556- 10= 0,556

y= 15- 10,556= 4,444

Calculul randamentului

=>

Calculul fractiunilor ramase neepurate

- concentratia de praf la evacuarea din ciclon

Distributia granulomerica a gazelor la iesire din ciclon

Calculul timpului de evacuare a prafului din cicloane

Z=0,3*D=0,2180 m

Masa de praf :

= volumul de praf

=masa de praf

=0,5 - coeficient de porozitate

timpul de curatire a prafului din ciclon

2. Calculul pierderilor de presiune

Calculul pierderilor de presiune liniare

a. Pierderile de presiune pe tronsonul 1

b.Pierderea de presiune pe tronsonul 2

c.Pierderile de presiune pe tronsonul 3

d. Pierderile de presiune pe cos

Calculul pierderilor de presiune locale

a. Calculul pierderilor de presiune pe hota de aspiratie

b. Calculul pirderilor de presiune locale pe tronsonul 1

c. Calculul pierderilor de presiune locale in epurator

d. Calculul pierderilor de presiune locale pe tronsonul 2

e. Calculul pierderilor de presiune in ventilator

f. Calculul pierderilor de presiune locale pe tronsonul 3

g. Calculul pierderilor de presiune pe cos

Pierderea de presiune totala

3. Calculul si alegerea ventilatorului de antrenare

= coeficient de transfer energetic in ventilator

= coeficient de transfer electric in motorul de antrenare

= puterea teoretica

= puterea reala

Ventilator : V40-900/1