4.1. Литературный обзор

В литейном производстве проблема предупреждения выделения вредностей, их локализации и обезвре­живания, утилизации отходов является особенно острой. Для этих целей приме­няется комплекс природоохранных мероприятий, включающий использование:

– для очистки от пыли – искрогасителей, мокрых пылеуловителей, электро­статических пылеуловителей, скрубберов (вагранки), тканевых фильтров (вагранки, дуговые и индукционные печи), щебёночных коллекторов (дуговые и индукционные электропечи);

– для дожигания ваграночных газов – рекуператоры, системы очистки газов, установки низкотемпературного окисления СО;

– для уменьшения выделения вредностей формовочных и стержневых смесей – снижение расхода связующего, окисляющие, связующие и адсорбирующие добавки;

– для обеззараживания отвалов– устройство полигонов, биологическая ре­культивация, покрытие изоляционным слоем, закрепление грунтов и т. д.;

– для очистки сточных вод– механические, физико-химические и биологичес­кие методы очистки.

Из последних разработок обращают на себя внимание созданные белорусски­ми учеными абсорбционно-биохимические установки очистки вентиляционного воздуха от вредных органических веществ в литейных цехах произво­дительностью 5, 10, 20 и 30 тыс. куб.м./час. Эти установки по совокупным показателям эффективности, экологичности, экономичности и надёжности в эксплуатации значительно превосходят существующие традиционные газо­очистные установки.

Все эти мероприятия связаны со значительными затратами. Очевидно, следует прежде всего бороться не с последствиями поражения вредностями, а с причи­нами их возникновения. Это должно быть главным аргументом при выборе приоритетных направлений развития тех или иных технологий в литейном про­изводстве.

4.2. Обоснование технологической схемы и расчет необходимого оборудования для очистки газовых выбросов

Для очистки газового выброса от литейного производства принимаем следующую технологическую схему: циклон марки ЦН 24, рукавный фильтр ФР-518, насадочный абсорбер с седлами «Инталокс», хемосорбер.

1. Расчет и конструирование циклонов

1.1. Задаемся типоразмером циклона и определяем его диаметр.

, м (27)

где − объемный расход газового выброса, м³/с;

– оптимальная скорость потока в циклоне, м/с;

− число секций в циклоне.

Циклон марки ЦН 24.

Диаметр циклона =1,962 м

1.2. Принимаем ближайшее большее значение стандартного диаметра и пересчитываем рабочую скорость: D_ст=2000 мм.

𝜔 = , м/с (28)

𝜔 = = 4,14 м/с.

1.3. Полученное значение скорости не должно более чем на 15% отличаться от оптимальной: 0,85 ÷ 1,15

3,825 ÷ 5,175.

1.4. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления циклонов:

, где (29)

−поправочный коэффициент на диаметр циклона;

−поправочный коэффициент на исходную запыленность;

-коэффициент гидравлического сопротивления циклона с диаметром 500 мм.

−поправочный коэффициент, учитывающий группировку циклона.

=76.

1.5.Определяем потери давления в циклоне:

, Па (30)

где – плотность газа-носителя при заданных условиях, кг/м³;

– рабочая скорость, м/с.

= 399,9 Па

≤ 2500 Па

399,9 Па ≤ 2500 Па.

1.6.Определяем диаметр частиц, удаляемых в циклоне на 50%

, мкм (31)

где , , -плотность частиц, диаметр частиц, удаляемых на 50%, динамическая вязкость газового потока, полученные по справочным данным.

=1930 кг/м³;

=22,2 ∙ 10^-6, Па∙с;

=8, 5 мкм.

=3,84 мкм.

1.7.Определяем параметр осаждения Х:

, (32)

где − дисперсность осаждаемых частиц;

– дисперсность частиц, зависящая от типа циклонов.

= 0,23

Ф(Х) = Ф(0,23) = 59,095%

1.8.Эффект очистки: η = = 79,55 %.

Расчетное значение степени очистки газа в циклоне невелико. Проектируемый аппарат пригоден для предварительной очистки газового выброса от примесей.

1.9.Концентрация загрязнителя после циклона:

С_вых = С_вх ∙ (1- η) = 12,81 ∙ (1-0,7955) =2,62 г/м³.

1.10.размеры сооружения:

Внутренний диаметр выхлопной трубы d: 0,59

Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия d₁: 0,3…0,4

Ширина входного патрубка b в циклоне: 0,2

Ширина входного патрубка b₁ на входе: 0,26

Длина входного патрубка l: 0,6

Высота установки фланца h₁: 0,1

Высота входного патрубка h₂: 0,48

Высота выхлопной трубы h₃: 1,56

Высота цилиндрической части h₄: 2,06

Высота конической части h₅: 2,0

Высота внешней части выхлопной трубы h₆: 0,3

Общая высота циклона h₇: 4,38.