Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования.
Волгоградский Государственный Технический Университет
(ВолгГТУ)
Кафедра: Промышленной экологии
И безопасности жизнедеятельности
Лабораторная работа №2
по курсу «Экологии»
Тема: «ОЧИСТКА ВОЗДУХА В БАРБОТАЖНО – ПЕННОМ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕ»
Выполнил студент группы МЛВ-269
Панчишин А.А.__________________
Проверила Беляева Ю.Л. _________
(Ф.И.О. преподавателя)
Волгоград 2013 год.
Цель работы:
1. Изучение устройства и работы аппаратов мокрой очистки газов.
2. Определение технологических параметров и эффективности очистки лабораторного барботажно - пенного пылеуловителя.
Мокрая очистка (промывка) газов осуществляется в результате контакта загрязнённого газа с жидкостью, обычно водой, и представляет собой разновидность инерционного осаждения. Удавление пыли в аппаратах мокрой очистки происходит благодаря смачиванию частичек пыли жидкостью. Процесс протекает тем эффективнее, чем больше поверхность контакта фаз между газом и жидкостью, что достигается, например, диспергированием жидкости на капли или газа во множество пузырей, формирующих пену. Взвешенные в газе частицы пыли утяжеляются и выпадают из газового потока либо под действием сил тяготи и инерции и инерции, в том числа центробежных сил, либо захватываются жидкостью и выводятся из аппарата в виде шлама. В мокрых пылеуловителях промывающая жидкость, используется одновременно как для интенсификации осаждения пылевых частиц, так для удаления осадка за пределы газового потока. При мокрой очистке газа происходят также его охлаждение. Для улучшения смачиваемости мелких частиц гидрофобной пыли, способствующей их отделению от газового потока, в промывную жидкость вводят ПАВ.
Мокрые пылеуловители имеют ряд достоинств и недостатков в сравнении с аппаратами других типов.
Достоинства:
1) Небольшая стоимость и более высокая эффективность улавливания взвешенных частиц;
2) Возможность использования для очистки газов от частиц размером до 0,1 мкм;
3) Возможность очистки газа при высоких температурах и повышенной влажности а также при опасности возгорания и взрывов очищенных газов и уловленной пыли;
4) Возможность наряду с пылью одновременно улавливать парообразные и, газообразные компоненты.
Недостатки:
1) Выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработки сточных вод, т.е. с удорожанием процесса;
2) Возможность уноса капель жидкости;
3) В случае очистки агрессивных газов необходимость защищать аппаратуру и коммуникации антикоррозионными материалами.
Рисунок 1. Схема Лабораторной установки.
1-корпус; 2- верхняя крышка; 3 - нижняя крышка; 4 – решётка; 5 – приёмный штуцер; 6 – сливной штуцер; 7 – водной штуцер; 8 – фильтродержатель; 9 – фильтр; 10 – сосуд; 11 - колбы; 12 – пылевая камера;
Лабораторная установка состоит из соединённых резиновыми шлангами барботажно-пенного пылеуловителя (газопромывателя) с переливной решёткой, фильтродержателя 8 с закреплённым в ней фильтром 9, сосуда с водой, снабжённого краном колб 11, для приёма шлама, пылевой камеры 12 и воздуходувки с устройством для регулирования расхода воздуха. Барботажно-пенный пылеуловитель состоит из корпуса 1, выполненного из стеклянной трубы (D вн. = 56 мм) закрытого верхней и нижней крышками 2 и 3, внутри которого находиться решётка 4 толщиной S = 2мм, имеющая 40 отверстий диаметром d0 =1,5 мм.
В корпусе 1 пылеуловителя смонтированы приёмный штуцер 5вод для подачи воды на решётку из сосуда 10, сливной штуцер 6 для отвода шлама, образующегося над решёткой, входной штуцер 7 для ввода запылённого воздуха. Кроме того, в верхней крышке имеется патрубок для выхода очищенного воздуха, а в нижней крышке – патрубок для отвода шлама из подрешёточного пространства пылеуловителя.
Пылевая камера 12 служит для приведения во взвешенное состояние пыли, находящейся внутри камеры, с помощью вентилятора и соединена шлангами с одной стороны с корпусом пылеуловителя, а с другой воздуходувкой. При включении воздуходувки воздух поступает в пылевую камеру 12, смешивается с находящейся внутри неё пылью и подаётся через входной штуцер 7 в подрешёточное пространство корпуса 1 пылеуловителя, где происходит частичное осаждение крупных частиц пыли и улавливания их водой, протекающей через отверстия в решётки. Фильтр 9 служит для контроля содержания частиц пыли в очищенном воздухе. Воздух проходит через отверстия в решётке и барботирует через спой жидкости и пены, где происходит окончательное улавливание.
Расчётные формулы и расчёты.
Вес фильтра 1 до анализа = 0,0795 мг.
Вес фильтра 2 после анализа = 0,4125 мг.
Вес задержанной в фильтре пыли = 0,4125 – 0,0795 = 0,333 мг.
Таблица 1. Анализ запылённости воздуха без очистки водой
| Название пыли | Время анализа, мин. | Расход воздуха, л/мин. | Вес фильтра | Вес задержанной пыли мг. | Объём воздуха протянутого через фильтр, м3 | Концентрация пыли в воздухе, Сн мг./м3 | |
| до анализа, мг. | после анализа, мг. | ||||||
| Сухие опилки | 0,0795 | 0,4125 | 0,333 | 0,042 | 485,28 |
Расчёты.
Вес фильтра 1 до анализа = 0,0796 мг.
Вес фильтра 2 после анализа = 0,0829 мг.
Вес задержанной в фильтре пыли = 0,0829 – 0,0796 = 0,0033 мг.
На данном опыте отчётливо видно, что при очистке водой объём пыли в фильтре значительно уменьшился в 100 раз по результатам проделанного опыта.
Сн. = (0,333+0,0033) = 485,28 т.е. концентрация пыли, в опыте где присутствует очищение водой в 10 раз меньше, чем при сухой очистке.
Таблица 2. Анализ запылённости воздуха после очистке водой
| Название пыли | Время анализа, мин. | Расход воздуха, л/мин. | Вес фильтра | Вес задержанной пыли мг. | Объём воздуха протянутого через фильтр, м3 | Концентрация пыли в воздухе, Сн мг./м3 | |
| до анализа, мг. | после анализа, мг. | ||||||
| Сухие опилки | 0,0796 | 0,0829 | 0,0033 | 0,042 | 485,28 |
т.к. л./мин. = кг./мин. приблизительно 0,11 л./мин. =0,11 кг./мин.
Таблица 3. Анализ шлама.
| Время анализа, мин. | Расход слива Lсл., кг./мин. | Расход утечки Lуте., кг/мин | Концентрация суспензии в сливе Ссл., кг/кг | Концентрация суспензии в утечке Сут., кг./кг |
| 0,11 | 0,12 | --- | --- |
Вывод: Очистка с применением воды намного эффективнее сухой очистки ( по результатам опытов в 10 раз эффективнее), но данный метод имеет и свои минусы, выделение уловленной пыли в виде шлама, что связано с необходимостью обработке сточных вод, т. е. с удорожанием процесса.