Проектирование аппаратов для очистки вентиляционных выбросов - Гигиеническая оценка условий труда и мероприятия по их нормализации

Задание 1

Подобрать циклон, обеспечивающий степень эффективности очистки газа от пыли не менее з = 0,87, по исходным данным. При этом приняты следующие обозначения и некоторые значения:

Q, м3/с - количество очищаемого газа;

Р = 0,89 кг/м3 - плотность газа при рабочих условиях;

М = 22,2*10-6 Н*с/м2 - вязкость газа;

РП, кг/м3 - плотность частиц пыли, диаметр dП, мкм и дисперсность lgуП,

Свх, г/м3 - входная концентрация пыли.

Исходные данные

Q = 1,5м3/с

РП = 1800 кг/м3

DП = 25 мкм

LgуП = 0,6

Свх = 20 г/м3

Решение

1. Тип циклона, оптимальная скорость газа Wопт в сечении циклона диаметром Д Тип циклона ЦП-15

Wопт, м/с 3,5

2. Определяем диаметр циклона Д, м, по формуле:

Д =

Д = = 0,74 (м)

Полученное значение Д округляют до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона. Д=800 мм.

3. По выбранному диаметру циклона находим действительную скорость газа в циклоне, м/с, по формуле:

W = 4Q/(р*n*Д2)

Где n - число циклонов.

W = 4*1.5/(3.14*1*0.8^2) = 2,99 (м/с)

Действительная скорость в циклоне не должна отличаться от оптимальной более чем на 1 5%.

ДW = 100-(3,9* 100/3,5) = 14,57%

4. Вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона по формуле

= К1* К2 * 500

Где К1 - поправочный коэффициент на диаметр циклона. К1 =1;

К2 - поправочный коэффициент на запыленность газа, К2 =0,87;

    500 - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного наклона диаметром 500 мм (табл. 3), 500 = 155. 500 = 1*0,87*155=134,85 5. Определяем гидравлическое сопротивление циклона. Па, по формуле

Р = * р * W2/2

Где р и W - соответственно плотность и скорость газа в расчетном сечении циклона;

- коэффициент гидравлического сопротивления.

Р = 134,85*0,89*2,992/2 = 536,48(Па)

    6. По табл. 4.4 находим значения параметров пыли dТ50 и lgуП для выбранного типа циклона. dТ50 =4,5 мкм и lgуП =0,352 7. Ввиду того, что значения dТ50, приведенные в табл. 4.4, определены по условиям работы типового циклона (Дт = 0,6 м; р = 1930 кг/м3; = 22,2х10-6 Па*с; Wт = 3,5 м/с), необходимо учесть влияние отклонений условий работы от типовых на величину d50 мкм, по формуле (4.5):

D50 = dТ50 / pП) * ( /Т) * (Wт/W)

D50 = 4.5 / 1800) * (22.2 * 10-6) * (3.5/2.99) = 5,85 (мкм)

8. Параметр X по формуле (4.6)

Х = lg (25/5.85) / = 0,91

Находим параметр Ф(х). Ф(х) = 0,8413

9. Определяем эффективность очистки газа в циклоне по формуле:

= 0.5(1+Ф(х)),

Где Ф(х) - табличная функция от параметра х, рассчитанного по формуле (4.6).

= 0.5(1+0,8413) = 0,92 [3].

Расчетное значение больше необходимого по заданию, расчет верен.

Задание 2

Определить размеры, энергозатраты и время защитного действия адсорбера для улавливания паров этилового спирта, удаляемых местным отсосом от установки обезжиривания при условии непрерывной работы в течение 8 ч. Расчет выполнить по исходным данным. При этом приняты следующие обозначения и исходные значения; производительность местного отсоса Lм, м3/ч; начальная концентрация спирта Со, г/м3; температура в адсорбере tР = 20°С и давление Р = 9,8*104 Н/ м2;плотность паровоздушной смеси рг= 1,2 кг/м3 и ее вязкость v = 0,15-10"4 м2/с; диаметр гранул поглотителя (активированный уголь) (1=3 мм; длина гранулы 1=5 мм; насыпная плотность рп = 500 кг/м3; кажущаяся плотность рК= 800 кг/м3.

Исходные данные

Lм, м3/ч 110

С0, г/м3 6 Решение

Выбираем тип сорбента и рабочую температуру. Для увеличения его емкости рабочая температура выбирается минимально возможной. Изотерма адсорбции паров этилового спирта наактивированном угле при 20°С. По изотерме адсорбции и заданной величине Со г/м3, находим статическую емкость сорбента а0 г/кг. а0 = 140 г/кг.

Определяют весовое количество очищаемого газа. G, кг/с, из выражения G = Lм * pг/3600

Где Lм - производительность местного отсоса от паровоздушной смеси, м3/ч;

Рг - плотность паровоздушной смеси, кг/м3.

G = 110*1,2/3600 = 0,037 (кг/с)

3. Переводят весовую статическую емкость сорбента ао, в объемную а'0, кг/м, по формуле:

А'0 = а0 * pн/1000

Где рн - насыпная плотность выбираемого сорбента, кг/м3.

А'0 = 140 -500/1000 = 70 (кг/м3)

Определяют массу сорбента, кг, по формуле

MС= К*G*С0* ф/а'О

Где К. = 1,1... 1,2 - коэффициент запаса;

Ф - продолжительность процесса сорбции, с;

G - весовое количество очищаемого газа, кг/с;

Со - концентрация поглощаемого вещества на входе в адсорбер, кг/м3;

А'О - статическая емкость адсорбера, кг/м3.

MС = 1,15*0,037*0,006*28800/70 = 0,11 (кг)

Выбирают скорость потока газа в адсорбере W, м/с. Обычно фиктивная скорость паровоздушной смеси или скорость, рассчитанная на полное сечение слоя, выбирается в пределах 0,1...0,25 м/с. W = 0,17 м/с.

Определяют геометрические размеры адсорбера. Так, для цилиндрического аппарата диаметр Да, м, и длину (высоту) слоя адсорбента Lа, м, подсчитывают по формулам

Да =

Да == 0,48 (м)

Lа = mc*W/G

Lа = 0,11 * 0,17/ 0,037=0,48 (м)

7. Находят пористость сорбента по формуле

П = рК - рН/РН

Где рК И рН - кажущаяся и насыпная плотность сорбента, кг/м

П = 800-500/800 = 0,375

8. Рассчитываем эквивалентный диаметр зерна сорбента, м, по формуле

DЭ = П*d * l/(1-П) * (d/2 + l)

Где d и l - диаметр и длина зерна сорбента, м.

DЭ = 0.375*3*10-3*5*10-3 = 1,39 * 10-4

    (1 - 0.375) * (3 * 10-3 / 2 + 5 * 10-3) 9. Коэффициент трения л находят в зависимости от характера движения по выражению

При Rе<50 л = 220 /Rе;

Где Rе = W*dэ/(v*П) - критерий Рейнольдса;

V - кинематическая вязкость газа, м/с.

Rе = 0,175 * 1,39 * 10^-4/(0,15*10^-4*0,375 = 41,84

Л = 220/41,84=5,26

10. Определяем гидравлическое сопротивление, оказываемое слоем зернистого поглотителя при прохождении через него потока очищаемого газа Др, Па, по формуле

ДР = 3/4 * л* La * pГ * (1-П) *W2

Ф * dЭ * П3

Где Ф = 0,9 - коэффициент формы.

0,48*1,2*(1-0,375)*0172

ДР = 3/4* 5,26* 0,9 * 1,39 * 10-4 * 0,375 =627.65(Па)

11. Определяем коэффициент молекулярной диффузии паров этилового спирта в воздухе при заданных условиях Т и Р по формуле

Д = Д0 * (Т/ТО)3./2 * P/P0

Где ДО = 0,101 10-4 при То = 273°К и атмосферном давлении Ро = 9,8*1 04 Па.

Д = 0,101 * 10-4 (273 +20) 3/2 * 9,8* 104 = 1,1 * 10^-5

12. Находят диффузионный критерий Прантля по формуле

Рr = v/Д

Рr = 0,15*10^-4/1.1*10^-5 = 1.36

13. Для заданного режима течения газа (определяется значением Rе) вычисляем величину коэффициента массопередачи для единичной удельной поверхности, м/с:

При Rе> = 30 в=0.53*(Rе)0,64*(Рr)0,33*Д/dэ

В = 0.53*(41,84)0,64 *(1,36)0,33 * 1.1*10^-5/1.39* 10^-4=0.01

14. По изотерме адсорбции находят величину - количество вещества, максимально сортируемое поглотителем при а ?/2 данной температуре, и величину концентрации поглощаемого вещества на входе в адсорбер Сх, соответствующую величине

А ? = 180 г/кг

А ?/2 = 90 г/кг Сх = 2,5 г/м3

15. Рассчитываем удельную поверхность адсорбента f м2 /м3 по формуле:

F = 4 * (1-П) * (d/2 + l)/d * l

F = 4*(1-0.375) *(3 *10-3/2 + 5*10-3) = 1083(м2/м3) 3*10-3*5*10-3

16. Определяют концентрацию паров этилового спирта на выходе из аппарата, г/м3, по формуле

CК = с0 (1-з)

Где з - эффективность процесса очистки

СК = 6(1-0,99) = 6*10^-5(г/м3)

17. Находим продолжительность защитного действия адсорбера, с, по формуле:

Ф = a0 /W * C0

Ф = 70 /0,17 * 6 *

    10-3 = 27507 18. Если получаемое время защитного действия адсорбера отличается от заданного на величину Дф, то изменяем длину (высоту) слоя сорбента на величину ДLа, м, определяемую по формуле

Дф = 27507-28800 = -1293

ДLA = G * C0 * Дф

PН * F * a0 * 10^-3

Где - площадь поперечного сечения слоя адсорбента, м2

F = р*Dа^2/4=0.18 (м^2) ДLa = 0,037*6* 10-3*1293

500*0,17*140 * 10-3 = -0,018 (м)

Кожный покров следует защищать с помощью специальных составов (биологическая защита), резиновых перчаток, передников, специальных костюмов, резиновых сапог.

Утомление человека в условиях производства вызывается действием многих факторов: загрязненностью воздушной среды, повышенной или пониженной температурой, шумом и вибрацией, подъемом и перемещением тяжестей, световым, электромагнитным и радиоактивным излучением, повышенной влажностью, изменением атмосферного давления. Кроме того, выполнение производственного процесса требует затраты физических сил. Необходимо стремиться к улучшению условий труда, уменьшая совокупное действие перечисленных факторов на организм человека. Проведем идентификацию опасных и вредных факторов на рабочем месте сварщика РМЦ, дадим гигиеническую оценку условий труда [1].

Вредный производственный радиационный молниезащита

Похожие статьи




Проектирование аппаратов для очистки вентиляционных выбросов - Гигиеническая оценка условий труда и мероприятия по их нормализации

Предыдущая | Следующая