单层手动重锤阀 先进废气处理,万能的喷淋塔,针对酸性、碱性废气效果好

2020-09-21 20:10:59 181

5%NaOH溶液(逆流)吸收净化硫酸烟雾相关参数

此次设计拟采用5%NaOH溶液(逆流)吸收净化硫酸烟雾。

2.2集气罩的设计

2.2.1集气罩基本参数的确定

由设计资料知:d=1000mm,H'=1200mm,

取H=500mm, α=90˚

则D0=d+0.8H=1000+0.8×500=1400mm

罩下口面积为F0=0.25×3.14×1.42=1.5386 (m2)

罩下口边高为h1=0.25

=0.25×

=0.31 (m)

罩上口直径拟定为d0=350mm

则罩净高为

校核

基本符合要求。

2.2.2集气罩入口风量的确定

(1)冬季 环境温度为-6℃,槽料内加酸后温度可达100℃,

取吸气罩入口速度

集气罩排风量

(1)夏季 环境温度为31℃,槽料内加酸后温度可达100℃,

集气罩排风量

由于冬季排风量大于夏季排风量,应以冬季排风量来计算。

校核管道中风速:

,符合要求

2.3填料塔的设计

2.3.1填料塔参数的确定

(1)填料的规格及相关参数 本设计拟选用50×48×1.8规格的塑料鲍尔环填料(乱堆)。

填料参数为:φ=120m-1, α1=106.4m2/m3

(2) 计算泛点气速

本设计采用质量分数为5%的NaOH为吸收液(参数近似取水的参数)。

取液气比=3.5

因=碱性废气处理,即==×3.5=2.169

所以 ()0.5=2.169×()0.5=0.0695

查埃克特通用关联图知()μL0.2=0.168

吸收液温度为20℃,μL=1mPa·s

Ψ==1可得 uf=

=3.655(m/s)

(3)计算操作气速u 操作气速为 u=0.7uf=0.7×3.655=2.56(m/s)

(4)计算塔径 由于集中处理三个集气罩的排气量,则填料塔中的混合气体体积流量为

VG=3Q=3×0.765=2.295(m3/s)

填料塔塔径: D==

=1.068(m)

圆整D=1.2m(查资料得塔径规格通常为偶数如800mm,1000mm,1200mm碱性废气处理,1400mm等)

(5)利用圆整后的塔径重新计算操作气速u。

U=

=2.03(m/s)

(6)校核填料直径与塔体直径的比 =50/1200=0.042

,符合要求。

(7)校核填料塔的喷淋密度 当填料d≤75mm时,填料的最小润湿率为0.08m3/(m·h),最小喷淋量为

L喷min=(MWR) α1=0.08×106.4=8.512[m3/(m2·h)]

L喷=

=15.05m3/(m2·h)>L喷min,符合要求。

2.3.2填料层高度确定

(1)填料层高度的计算 由设计资料知

kGa=144/103×106.4=148.7kmol/(m3·h·atm)(1atm=101325Pa

,kLa=0.7/103×106.4=0.72h-1

当地大气压p=734/760=0.966(atm)=97879.95Pa

入塔气体中污染物体积含量 y2=y=0.000734

出塔气体中污染物体积含量 y1=

×22.4×0.001=0.0000457

则入塔气体中污染物的分压 pA2=py2=0.966×0.000734=0.000709atm=71.8Pa

出塔气体中污染物的分压 pA1=py1=0.966×0.0000457=0.0000441tm=4.7Pa

吸收液中活性组分的临界浓度GKP=bpA=2×

pA=411.429pA

填料塔液相进口的临界浓度

CKP1=411.429pA1=411.429×0.0000457=0.0188(kmol/m3)

填料塔液相出口的临界浓度

CKP2=411.429pA2=411.429×0.000709=0.292(kmol/m3)

液相进口处活性组分的浓度 CB1==1.25(kmol/m3)

液相总浓度 CT=1000/18=55.556(kmol/m3)

由物料平衡式知 (pA-pA1)= -(CB2-CB1)

得-=即 -×

=3.5得CB2=1.229kmol/m3

因CKP1

求90℃时气体的摩尔体积V

因V0/T0=V/T,则22.4/273=V/(273+90),得V=29.785(L/mol)

气体的摩尔流率:G==

=270kmol/(m2·h)]

液体的摩尔流率:L=3.5×270=945[kmol/(m2·h)]=17010kg/(m2·h)

填料塔床层高:h=

=5.15m

(2)填料塔床层压降的计算

()μL0.2=

)×10.2=0.052

查埃克特通用关联图知:由于前已计算横坐标为0.168,查埃克特通用关联图可知 Δp’=590(Pa/m)

填料塔床层压降:Δp=590×5.15=3038.5(Pa)

2.3.3

填料塔附件选择

(1)选用斜口气体分布器,进口管直径340mm,进口风速15.70m/s,阻力约500Pa

(2)选用栅板支承板,阻力约200Pa;

(3)选用多孔盘管式液体分布器,阻力约50Pa;

(4)选用液封排液装置;

(5)选用折板除雾器,出口管直径200mm,阻力约100Pa。

2.3.4填料塔总压降

Δp=3038.5﹢500+200+50+100=3888.5(Pa)

2.4管网设计

2.4.1风速和管径的确定

保证管内风速在

的范围内,本设计选用15.59m/s左右,保证较小的压力损失,并以此标准选择管径,圆整后复核风速。

管径以400mm为主,只是在填料塔进口位置选用300mm管径。

2.4.2系统布置流程图

2.4.3阻力计算

由设计资料知,混合气体中污染物浓度为3210mg/m3 ,混合气体温度为60℃,冬季大气压力为734mmHg(97858.35Pa)

混合气体中污染物体积分数:y=3.21/98×22.4×10-3=7.34×10-4

混合气体平均分子量:Mm=M1(1-y)+M2y=29×(1-0.000734)+98×0.000734=29.051(g/mol)

混合气体密度:

系统各部分阻力计算如下

管道1-2-3

沿程阻力:根据d1-2-3=250mm,V1-2-3=15.59m3/h,查“全国通用通风管道计算表”得λ/d=0.075,实际风速15.21m/s,动压压头为125Pa.则

(需对查表得到的Rm0进行修正,Kt=0.9,KB=0.97,Kr=0.9)

△PL1-2-3=Rm.L=Kt*KB*Kr*Rm0*L=Kt*KB*Kr*λ/d (ρv^2)/2*L

=0.79×0.075×125×3.065=22.7Pa

局部阻力:集气罩:ξ=0.11,插板阀:ξ=0.1

弯头:90度,R/d=1,由表得ξ=0.23

三通:ɑ=45。, F1+F2≈F3,由表得ξ=0.32

△P1-2-3=Σξ(ρv^2)/2=(0.11+0.1+0.23+0.32)×125=95Pa

管道4-5-3

沿程阻力:根据d4-5-3=250mm,V4-5-3=15.59m3/h,查“全国通用通风管道计算表”得λ/d=0.075,实际风速15.21m/s,动压压头为125Pa.则

(需对查表得到的Rm0进行修正,Kt=0.9,KB=0.97,Kr=0.9)

△PL4-5-3=Rm.L=Kt*KB*Kr*Rm0*L=Kt*KB*Kr*λ/d (ρv^2)/2*L

=0.79×0.075×125×0.265=1.2Pa

局部阻力:集气罩:ξ=0.11,插板阀:ξ=0.1

弯头:45。,R/d=1,由表得ξ=0.14

三通:由表得ξ=0.59

△P4-5-3=Σξ(ρv^2)/2=(0.11+0.11+0+0.59)×125=117.5Pa

管道3-6

沿程阻力:根据d3-6=350mm,V3-6=15.91m3/h,查“全国通用通风管道计算表”得λ/d=0.048,实际风速15.52m/s,动压压为130Pa.则

(需对查表得到的Rm0进行修正,Kt=0.9,KB=0.97,Kr=0.9)

△PL3-6=Rm.L=Kt*KB*Kr*Rm0*L=Kt*KB*Kr*λ/d (ρv^2)/2*L

=0.79×0.048×130×1.63 =4.9Pa

局部阻力:弯头:90。,R/d=1,由表得ξ=0.23

三通:由表得ξ=0.38

△P3-6=Σξ(ρv^2)/2=(0.18+0.38)×130=79Pa

管道7-8-6

沿程阻力:根据d7-8-6=250mm,V7-8-6=15.59m3/h,查“全国通用通风管道计算表”得λ/d=0.075,实际风速15.21m/s,动压压头为125Pa.则

(需对查表得到的Rm0进行修正,Kt=0.9,KB=0.97,Kr=0.9)

△PL7-8-6=Rm.L=Kt*KB*Kr*Rm0*L=Kt*KB*Kr*λ/d (ρv^2)/2*L

=0.79×0.075×125×1.245=5.7Pa

局部阻力:集气罩:ξ=0.11,插板阀:ξ=0.1

弯头:90。,R/d=1,由表得ξ=0.23,数量两个

45。,R/d=1由表得ξ=0.14

三通:由表得ξ=0.82

△P7-8-6=Σξ(ρv^2)/2=(0.11+0.46+0.1+0.14+0.82)×125=203.75Pa

管道4-3-9

沿程阻力:根据d8-9=420mm,V8-9=15.59m3/h,查“全国通用通风管道计算表”得λ/d=0.038,实际风速16.57m/s,动压压头为148Pa.则

(需对查表得到的Rm0进行修正,Kt=0.9,KB=0.97,Kr=0.9)

△PL8-9=Rm.L=Kt*KB*Kr*Rm0*L=Kt*KB*Kr*λ/d (ρv^2)/2*L

=0.79×0.038×148×5.582 =24.8Pa

局部阻力:弯头:90。,R/d=1,由表得ξ=0.23,数量两个

△P8-9=Σξ(ρv^2)/2=0.46×148=68.1Pa

管道10-11

沿程阻力:根据d10-11=420mm,V10-11=15.59m3/h,查“全国通用通风管道计算表”得λ/d=0.038,实际风速16.57m/s,动压压头为148Pa.则

(需对查表得到的Rm0进行修正,Kt=0.9,KB=0.97,Kr=0.9)

△PL10-11=Rm.L=Kt*KB*Kr*Rm0*L=Kt*KB*Kr*λ/d (ρv^2)/2*L

=0.79×0.038×148×7.705 =34.2Pa

局部阻力:弯头:90。,R/d=1,由表得ξ=0.23,数量三个

软连接:ξ=0.10

△P10-11=Σξ(ρv^2)/2=0.69×148=116.9Pa

管道12-13

沿程阻力:根据d12-13=420mm,V12-13=15.59m3/h,查“全国通用通风管道计算表”得λ/d=0.028,实际风速18.23m/s,动压压头为179Pa.则

(需对查表得到的Rm0进行修正,Kt=0.9,KB=0.97,Kr=0.9)

△PL12-13=Rm.L=Kt*KB*Kr*Rm0*L=Kt*KB*Kr*λ/d (ρv^2)/2*L

=0.79×0.028×179×0.36 =1.4Pa

局部阻力:天圆地方:ξ=0.10

△P12-13=Σξ(ρv^2)/2=0.1×179=17.9Pa

烟囱

沿程阻力:△PL烟囱=3.83Pa

局部阻力:ξ=0.6

△P12-13=23Pa

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