B Công trình phụ
2.4.1. Kích thước thùng rửa khí
Chọn vận tốc dòng khí trong thiết bị rửa khí rỗng trong khoảng 0,6 – 1,2 (m/s). Chọn vk= 1 (m/s)
Ta có:
Qk = Lk= vk×S → S= = , = 1,94 (m2) Trong đó:
S: Diện tích thùng rửa khí rổng (m2)
Tháp có hình tròn nên ta có:
S = π×R2 = π× → D = × = × , = 1,57 (m) Trong đó:
D: đường kính của thùng rửa khí rỗng (m) R: Bán kính của thùng rửa khí rỗng (m)
Chọn đường kính của thùng rửa khí rỗng là 1,5 (m)
Kiểm tra lại vận tốc khí vào thiết bị v = 1,09 (m/s) trong tiêu chuẩn cho phép. Chiều cao hữu ích của tháp:
H = 2D = 21,5 = 3 (m)
Chiều cao nắp trên tháp bằng chiều cao đáy tháp lấy bằng 0,25×D : Hd = Ht = 0,25× 1,5 = 0,375 (m)
2.4.1.1. Tính toán vòi phun
Lượng nước cần thiết vào khoảng 0,8 1(l/m3 khí). Chọn 0,8 (l/m3 khí). Lưu lượng nước toàn phần:
Ln = 0,8×Qk = 0,8×1,94 = 1,552×10-3 (m3/s) = 5,59 (m3/h)
Nước được phun ra bằng 150 lỗ phun đường kính 1mm, ta phân bố theo hình lục giác. Buồng phun làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường (t = 350C, p = 1atm)
Vận tốc dòng nước: Vn = ×
× × = × , ×
× ×( × ) = 13,18 (m/s)
Vậy vận tốc nằm trong giới hạn cho phép khoảng 12 – 16 (m/s)
Vận tốc tương đối giữa nước và không khí khi khí và nước chuyển động ngược chiều:
vk-n = vk + vn = 1 + 13,18 = 14,18 (m/s) Trong đó:
vk : Vận tốc không khí (m/s) vn: Vận tốc dòng nước (m/s) Tỷ lệ giữa lưu lượng nước và khí:
= , ×
, = 8×10
Đường kính giọt nước:
dn = . × + 53,4×
× , ,
× , Trong đó:
- vk-n vận tốc tương đối giữa khí và nước 14,18 (m/s) - khối lượng đơn vị của nước 1000 (kg/m3) - sức căng bề mặt của nước 71,027.10-3 (N/m) - µn hệ số nhớt động học của nước 0,937.10-3 (Pa.s) - Ln lưu lượng nước 1,552×10-3 (m3/s)
- Lk lưu lượng khí: 1,94 (m3/s) dn = . , × , × +53,4× , × , × × , × , × , , = 3,7×10-4 (m) Ta có: Ln = α×vn×S Trong đó: S: Diện tích thùng rửa khí rổng (m2) vn: Vận tốc dòng nước (m/s) n
α: Hệ số lưu lượng nước Hệ số lưu lượng nước:
→ α =
× = , ×
, × , = 6,1×10-5Số giọt nước chứa trong tháp: Số giọt nước chứa trong tháp:
N= × × ×
× = × , × × , ×
×( , × ) = 1,34×107 (giọt)
2.4.1.2. Tính toán hiệu suất
Đối với những hạt bụi có d > 10m thì thùng rửa khí rỗng đã xử lý hết 100% Đối với những hạt bụi có d = 5m
Ta có hệ số Stokes: Stk = × × × × Trong đó : : đường kính hạt bụi (m) b
: khối lượng riêng của bụi. b = 1100 (kg/m3) : Hệ số nhớt động lực của khí.
b k n
v v v : Vận tốc tương đối của hạt bụi đối với giọt nước, vb = 14,18 (m/s)
n
d : đường kính giọt nước, dn = 3,7.10-4 (m) Ta có: Hệ số nhớt động học của khí:
μt = × × /
Trong đó:
- t nhiệt độ của khí 200oC Vậy ta có: μt = 17,17×10-6 × × / = 2,6×10-5 (pa.s) Chuẩn số Stk: Stk = × × × × = × × × , × , × × , × = 2,25
Hiệu quả thu giữ bụi của giọt nước hình cầu: ɳe = ( , ) =( , , , ) = 0,75 Ta có: ln = ×ɳ × × × × × × = × , × , × , × × , × × × , = 7,84 Trong đó:
- ηe hệ số hiệu quả thu giữ bụi của nước 0,75 - Lưu lượng nước toàn phần : 5,59 (m3/h) - Lk nồng độ bụi đầu vào 7000 (m3/h) - vn vận dòng nước 13,18 (m/s) - dn đường kính giọt nước 3,7×10-4 m - H chiều cao thiết bị 3 (m)
Ta có hiệu quả xử lý bụi của thiết bị: ɳ= = 1-
×ɳ × × ×
× × × = 1-e-7,84 ≈ 99%
Theo tính toán thì hiệu quả thu giữ hạt bụi có đường kính hạt d = 5µm là 99%, tuy nhiên trên thực tế hiệu quả của thùng rửa khí rỗng chỉ đạt 80 – 90%. Vậy chọn hiệu suất thực tế của thiết bị này là = 85%