Расчет устройства золоулавливания для очистки отходящих газов от котельной

РОСЖЕЛДОР

Государственное Образовательное  Учреждение Высшего  профессионального  образования

Ростовский  Государственный  Университет Путей  Сообщения

(РГУПС)

_______________________________________________________________ 
 

Кафедра: “Безопасность жизнедеятельности” 

РГР по дисциплине «Процессы и аппараты защиты атмосферы» 
 
 

Расчет  устройства золоулавливания для  очистки отходящих газов от котельной 

Вариант №3 
 
 
 
 
 

Проверил

профессор                                                             А.И. Костоглотов 
 

Выполнил 

студент гр. МЗ-IV-013                                        А.П. Кусенкова 
 
 
 
 

 Ростов-на-Дону

2009 год

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………….3

1.   Актуальные проблемы защиты атмосферы ……………………………… 4

2.   Обоснованность выбора типа аппарата для очистки газов

от котельной, при сжигании органических топлив.…………………………... 6

3. Расчет устройства для золоулавливания отходящих газов котельной……..8                                                                                                      

     Расчетная часть:

     I Объем дымовых газов на 1 кг сжигаемого топлива

     II Расчет мокрого золоуловителя

4. Правила технической эксплуатации газоочистных и

пылеулавливающих  установок…………………………………………………17                                                                            

Используемая  литература……………………………………………………….19  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     В России большое внимание уделяется  охране природной окружающей среды. В нашей стране запрещено вводить  в действие промышленные предприятия, отдельные объекты и агрегаты, выбрасывающие в атмосферу золу, пыль и вредные газы, если в проектах не предусмотрено положение о золо-, пыле-, газоулавливающих установках.

     Отечественная промышленность располагает значительными  техническими средствами для эффективной борьбы с выбросами вредных веществ в атмосферу.

     Для рационального выбора аппарата необходимо знать теоретические основы золо-, пыле-, газоулавливающих процессов  и аппаратов. К сожалению, из-за ограниченной информации, почти полного отсутствия учебных пособий и описаний существующих конструкций затрудняется внедрение в промышленность вышеизложенных аппаратов.

     Удаление  пыли с помощью пылеулавливающих аппаратов не единственный способ  борьбы.   Обычно  для  решения  такой  задачи  возникает  необходимость  проведения комплексных мероприятий:

1) политических;

2) технических;

3) организационных. 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Актуальные проблемы  защиты атмосферы  (окружающей среды).

     В настоящее время человечество живет  в эпоху использования химической теплоэнергии на невозобновляемых источниках энергии.

     Топливо состоит из четырех элементов: С, О, Н, N. Теоретически, при сгорании таких  топлив должны выделяться: СО₂, Н₂О, О₂, N₂. В действительности, при сгорании таких топлив за счет присутствия в топливе других веществ, а в первую очередь минеральных включений, влаги и серы, а также за счет несовершенства процессов смесеобразования в таких тепловых машинах в отходящих газах образуется более 200 различных веществ. Ученые основными опасными из них считают диоксид серы, NO_x, несгоревший углеводород, СО, зола, сажа, диоксиды.

     SО₂ и NO_x, поступая в атмосферу, вступают в реакцию с парами воды, и через цепь превращений образуется H₂SО₄ и HNО₃. Ранее, для охраны атмосферного воздуха в таких случаях принимали высотные трубы (до 320м). Однако такие меры защиты атмосферы не снимают проблемы образования кислотных дождей.

     Следует помнить, окислы азота образуются в 2-х случаях:

1.  За  счет азота, содержащегося в  воздухе. Наибольшее количество  окислов азота в этом случае  образуется при температурах больше 1600 ^ºС. При этом необходимо поддерживать определенные температуры, не превышающие данный порог.

2.  Окислы  азота (NO_x) образуются за счет азота, содержащегося в самой молекуле вещества. В данном случае окислы азота начинают образовываться при температурах больше 900 ºС.

     Обычно  полагают, что на долю кислотных  дождей приходиться примерно 75% Н₂S0₄ и 25% HN0₃.

     Следует всегда помнить о тепловом загрязнении  атмосферы. К сожалению, для окружающей среды устойчивых нормативов в этом направлении пока нет. В настоящее время считают, что температура вокруг любого объекта в летнее время не должна превышать 3 ºС, а в зимнее - 5 ºС

     

     В последнее время для защиты атмосферного воздуха предлагают рассредоточение  источников выбросов.

     При решении вопроса защиты атмосферы, необходимо проводить следующие мероприятия:

- политические;

- технические;

- организационные;

- экономические;

- военные;

- культурные. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Обоснованность выбора  типа аппарата  для очистки отходящих  газов от котельной при сжигании органических топлив.

     Одной из особенностей современного сжигания на тепловых электростанциях и котлоагрегатов является зольность топлива (в некоторых  случаях она достигает более 60 %).

     В связи с сжиганием органических топлив на ТЭЦ и в котлоагрегатах производиться модернизация оборудования золоулавливающих устройств.

     На  мощных электростанциях России, в  основном на крупных энергоблоках мощностью  более 300 МВт, применяют электрофильтры. На агрегатах со средней мощностью 50-300 МВт, применяют мокрые золоуловители с трубками Вентури. Для меньших мощностей используют в основном батарейные циклоны.

     В настоящее время ученные из Санкт-Петербурга разработали комплексный метод  очистки отходящих газов для  любых мощностей энергоблоков. Данный способ позволяет очищать не только взвешенные вещества, но и содержащиеся в них другие растворенные вещества (SО₂ и NO_x).

     

     Сущность  способа заключается в использовании  трубки Вентури и струйного аппарата. С помощью струйного аппарата в камеру смешения вводят азот. В камере происходит окисление низших окислов до высших, которые вступают в реакцию с парами воды, на выходе образуют очищенный газ, серную и азотную кислоты.

     Очистка дымовых газов от золы в золоуловителях.

     В последнее время в РФ считают, что электрофильтр - это наиболее универсальный аппарат из всех известных по очистке отходящих газов от взвешенных веществ.

     Золоуловители имеют следующие достоинства:

     1. С помощью них удается очищать  газ от взвешенных веществ на 99,9%, что не удается с помощью других аппаратов.

     2. Золоуловители обладают наименьшими гидравлическими сопротивлениями. В золоуловителях большой мощности период давления не превышает 15 мм водного столба.

     3.  Электрофильтры конструируются  для работы как при атмосферном,  так и при давлениях выше  и ниже атмосферного.

     4.  Концентрация взвешенных частиц в очищающих газах колеблется до 50 г/м³ и более, а их температура может достигать более 500 ºС. Поэтому, очистка газов может быть сухой и мокрой.

     5. Электрофильтры могут улавливать частицы любых размеров.

     6. Электрофильтры могут выполняться из материалов стойких к кислотам, щелочам и другим агрессивным веществам.

     7. Процессы в электрофильтрах по очистке отходящих газов могут быть полностью автоматизированные (Наибольшая экономическая эффективность).

     Однако  электрофильтры имеют и недостатки:

     1. В  электрофильтрах  могут  осаждаться  только   вещества,   находящиеся   во взвешенном состоянии.

     2. Некоторые вещества обладают такими физико-химическими свойствами, которые трудно удалимы из фильтров.

     

     3.  Эффективность работы электрофильтров зависит от режима его эксплуатации. Фильтры работают эффективно с высокой степенью очистки для различных веществ различными температурами.

     В общем случае наибольшая эффективность  очистки газов, а также упрощение  эксплуатации, рекомендуют принимать  фильтры в комбинации с другими аппаратами. 
 
 
 
 

3. Расчет устройства  для золоулавливания  отходящих газов  котельной.

     Первый  этап расчета любого аппарата начинается с расчета отходящих газов.

     В настоящее время существуют различные  теории расчета отходящих газов котлоагрегатов. В нашем случае используется методика расчета Гурвича Кузнецова.

     Исходные  данные:

1.Назначение: очистка (дымовых) отходящих газов  от котельной.

2. Тип  котлоагрегатов: ПК – 10

3. Производительность  – Д:

     Д=65-0,4∙N_сп, кг/с,

где N_сп =3;

     Д=65-0,4∙3=63,2 кг/с.

4. Топливо:  пылевидное.

5. Тип  топки: камерная, с сухим шлакоудалением.

6. Марка  сжигаемого топлива: каменный  уголь (Q^P_н⁼ 5000-6000 ккал/кг) Выход элемента состава топлива рассчитывается из следующего условия:

С^р+H^Р+О^p+N^P+W^P+ А^Р+S^P =100%,

где С^р = 40…43 %,   С^р = 41%,

      Н^Р = 2,7…3,3%,  Н^Р=3%,

      О^р=5,4…9,0%,    О^Р = 6,4%,

      N^p = 0,7 %,           N^p = 0,7%,

      А^Р=15,0…48,0%, А^Р=28%,

      W^p=10…40%,     W^p=20%,

       S^P = 0,2…3,8%,     S^p = 0,9, т.о.:

41+3+6,4+0.7+28+20+0,9=100%

7. Расход  сжигаемого топлива (В):

В = 6,8 - 0,04∙N_сп, [кг/с],

В = 6,8 – 0,04∙3 = 6,68, кг/с