Определение количества образующихся дымовых газов при сжигании 800 кг/ч мазута. Определение количества выбрасываемых газов после регенератора. Расчёт циклона для очистки от пыли объема газа. Расчёт размеров горизонтальной песколовки для очистки производственных сточных вод

Череповецкий государственный университет

Кафедра Промышленной экологии











КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Группа ЗХМ-31
Специальность 1705
Разработал: Щеглаков А.В.
Руководитель: Рюма Н.А.

г.Череповец 2004

Задание № 12 – 1

Определить количество образующихся дымовых газов при сжигании 800 кг/ч мазута следующего состава, мас. %: С – 86,1; Н – 11,2; S – 0,8; О₂ – 1,9. При сжигании добавляются 0,45 кг водяного пара на 1 кг топлива. Содержание в дымовом газе, об. %:  О₂ – 6,5; СО – 0,61; N₂ – 83,89.

Решение:

Определяем количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива, кг/кг:
;
кг

Определяем объем воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива, м³/кг:
;
 м³/кг

Определяем мольное содержание продуктов сгорания 1 кг топлива:
;
;
;

Определяем фактический коэффициент избытка воздуха:
;

Определяем мольное содержание двухатомных газов:
;

Определяем сумму мольных долей:
;

Определяем количество продуктов сгорания, кг/ч:
;
кг/ч

Определяем объем дымовых газов при н.у. м³/ч:
;
 м³/ч

Ответ: количество образующихся дымовых газов при сжигании 800 кг/ч мазута равно 12912 м³/ч.

Задача № 12 – 2

Определить количество выбрасываемых газов после регенератора, в котором регенерируется 5400 кг/ч катализатора. На регенерацию подается при н.у. 6750 м³/ч воздуха. Концентрация сажи в катализаторе в течении часа уменьшилась от 4,5 до          0,4 мас. %.

Решение:

Определяем количество сажи сгоревшей в течении часа, кг/ч:
;
кг/ч

Определяем количество газов выброшенных после регенерации, м³/ч:
;
 м³/ч

Ответ: количество выбрасываемых газов после регенератора равно 5412 м³/ч.

Задача № 15

Рассчитать циклон для очистки от пыли объема газа Q, равного 36500 м³/ч при н.у. Плотность газа r_Г=1,87 м³/ч. По условиям работы сопротивление циклона может быть допущено  Н/м². Коэффициент сопротивления x циклона ЦН – 15 , по данным НИИОГаза, равен 105.

Решение:

Определяем условную скорость в свободном сечении циклона, м/с:
;
 м/с

Определяем необходимое сечение циклонов, м²:
;
 м²

Принимаем диаметр циклона D=0,9 м. При этом площадь сечения циклона составит
;
 м²

Определяем необходимое число циклонов:
;

Устанавливаем 5 циклонов D=0,9 м.
Сечение  м²

Определяем условную скорость, м/с:
 м/с

Определяем перепад давления, Н/ м²:
;
 Н/ м²

Определяем сечение входного патрубка согласно нормам НИИОГаза, м²:
 м²

Определяем линейную скорость газа на входе в циклон, м/с:
;

 м/с

По справочным данным выбираем тип и технические характеристики циклона:
Тип циклона ЦН – 15
Геометрические размеры:
общая высота,  м
высота цилиндрической части,  м
высота конуса циклона,  м
высота входного патрубка,  м
высота входной трубы,
угол наклона крышки и входного патрубка циклона, a (град.) – 15
Класс пылеуловителя – V
Группа пыли по ГОСТ 12.2.043 – 80   - I.II

Допустимая входная концентрация пыли, г/м³ – 1000 (слабо сливающиеся пыли)

250 (средне сливающиеся пыли)

Гидравлическое сопротивление, не более – 0,5 кПа
Производительность по газу, м³/ч – 6120 – 48 000
Эффективность очистки, 80% при d₅₀=20 мкм
Наибольшая температура газов - 400° С
Область применения – сухая очистка от пыли невзрывоопасных газов кроме сливающихся пылей.

Задача № 16 – 1

Рассчитать размеры горизонтальной песколовки для очистки производственных сточных вод с суточным расходом Q=67000 м³. Коэффициент неравномерности К=1,3.

Решение:

Определяем средний расход сточных вод, м³/ч:
;
 м³/ч

Определяем максимальный средний расход сточных вод, м³/ч:
;
 м³/ч

Принимаем  песколовку с двумя отделениями

Определяем площадь живого сечения каждого отделения, м²:
;   м²

Принимаем глубину проточной части h₁=0,6 м

Определяем ширину отделений, м:
;   м

Принимаем ближайший стандартный размер ширины отделения l=3 м. При этом наполнение в песколовке при максимальном расходе:

;   м

Определяем длину песколовки L при расчетном диаметре части песка d=0,25, u₀=24,2мм/с:
 ;
 м

По данным расчета принимаю двухсекционную песколовку длиной 9м и шириной каждого отделения 3м.

Задача № 16 – 1

Рассчитать открытый гидроциклон для очистки сточных вод. Расход сточных вод Q=415 м³/ч. Задерживаемая гидравлическая крупность выделяемых взвешенных частиц u=5 мм/с. Требуемая эффективность очистки a=97%. Концентрация взвешенных частиц в исходной воде С₀=2200 мг/дм³.

Решение:

Определяем удельную гидравлическую нагрузку на гидроциклон:
;
 м³/ч

Определяем площадь зеркала S₃, м²:
;   м²

Принимаем число рабочих гидроциклонов n_ц=1
Определяем диаметр одного аппарата, м:

;
м

Выбираю геометрические размеры гидроциклона:
диаметр D=5000 мм
высота Н=5000 мм

Коническая часть
диаметр выпускного патрубка мм
угол a,  град. – 60°

При концентрации в исходной воде взвешенных частиц 2200 мг/дм³ и эффективности очистки 97% остаточное содержание взвешенных веществ в осветвленной воде будет равно 66 мг/дм³. Следовательно за 1ч в гидроциклоне будет задерживаться осадок массой:

кг

Определяем объем осадка при r=3,2 т/м³
 м³

Определяем объем конической части гидроциклона диаметром 5м составляет 44,37 м³

Максимальный промежуток времени между выгрузками осадка из гидроциклона составит:

;  ч

Задача

Определить изменение приземных концентраций диоксида серы в атмосферном воздухе по оси факела выброса на различных расстояниях от источника выброса в радиусе до 5 км и опасность загрязнения SO₂ в заданной зоне действия. Высота источника 56 м, диаметр устья трубы 1.8 м, мощность выброса SO₂ 25 г/с, скорость выхода газовоздушной смеси 10 м/с, температура газовоздушной смеси 120°С, температура атмосферного воздуха 20°С, коэффициент А, зависящий от температурной стратификации 160, безразмерный коэффициент h, учитывающий рельеф местности 1, коэффициент оседания частиц F=1, ПДК_{С.С SO2}=0.5 мг/м³.

Решение:

Определяем объем выбрасываемой газовоздушной смеси , м³/с:

;   м³/с

Находим значения коэффициентов m и n:

;  м/с^{2 .} град

;  м/с

;  м/с

;   м/с^{2 .} град

при  и

,

Определяем величину максимальной приземной концентрации примеси мг/м³:

;   мг/м³

Определяем расстояние от источника выброса до координаты максимума приземной концентрации SO₂, м:

;  м

где безразмерный коэффициент d при  и  определяется величиной

; 

Определяем опасную скорость ветра, при которой приземная концентрация  SO₂ достигнет своего максимума, м/с:

;  м/с

Определяем величину , по формулам:

при ; 

при ; 

Определяем величину приземной концентрации  SO₂ по оси факела на различном расстоянии от источника, мг/м³ :

Определяем опасность загрязнения атмосферного воздуха по величине кратности превышения SO₂ его ПДК_С.С :

Расчетные данные записывают в таблицу:

Расстояние от источника Х,м	Величина	Коэффициент S1	Приземная концентрация SO2, СМ, мг/м3	Кратность превышения ПДКС.С, К SO2
50	0,068	0,025	0,002	0,004
100	0,1361	0,092	0,008	0,016
150	0,2042	0,187	0,016	0,032
200	0,2733	0,299	0,026	0,052
300	0,4085	0,539	0,048	0,096
400	0,5447	0,751	0,067	0,134
500	0,6809	0,901	0,081	0,162
600	0,8171	0,978	0,088	0,176
700	0,9533	0,999	0,089	0,178
800	1,0895	0,978	0,088	0,176
900	1,2257	0,945	0,085	0,170
1000	1,3618	0,910	0,081	0,162
2000	2,7237	0,575	0,051	0,102
3000	4,0856	0,356	0,032	0,064
4000	5,4475	0,232	0,020	0,04
5000	6,8094	0,160	0,014	0,028

График распределения приземной концентрации

Химические методы очистки сточных вод

Сущность химического методазаключается в том, что на очистных станциях в стоки вносят реагенты. Они вступают в реакцию с растворенными и нерастворенными загрязняющими веществами и способствуют их выпадению в отстойниках,откуда их удаляют механическим путем. Но этот способ непригоден для очистки стоков, содержащих большое количество разнородных загрязнителей.                                                                                                                       
Для  борьбы с водорослями и биологическим обрастанием градирен, целью снижения коррозии оборудования, применяется  обработка оборотной воды реагентами:

 - ингибитор солевых отложений ИК-1;

 - ингибитор коррозии металлов ИДК-3;

 - катамин АБ (биоцид).