Расчет контактной камеры барботажного типа

Контактные камеры (камеры реакции) выпускаются производителями озонаторного оборудования, однако могут быть изготовлены на месте. Наиболее просты по конструкции камеры барботажного типа.
Одноступенчатая камера реакции. Общий объем камеры [3, 4, 5]:
V = Kпр ∙ Q ∙ t, (2.8)
где Kпр - коэффициент увеличения объема воды за счет ее продувки озоно-воздушной смесью. Принимается Kпр = 1,1;
Q - расход сточных вод, м3/ч;
Q = 250 м3/ч = 0,069 м3/с;
t - продолжительность пребывания очищаемых вод в реакционной камере. Принимается t = 10…30 мин.
t = 15 мин = 900 сек = 0,25 ч.
V = 1,1 ∙ 0,069 ∙ 900 = 68,31 м3.
Диаметр одноступенчатой камеры:
Dод= h2k1 , (2.9)
где h2 - высота слоя воды над распылителями в одноступенчатых камерах. Принимается h2 = 4,5…5,0 м. h2 = 4,5 м.
k1 = 1,1.
Dод= 4,51,1 = 4,1 м.
Площадь одной одноступенчатой камеры:
Sод= π ∙ Dод24, (2.10)
Sод= 3.14 ∙ 4.124 = 13,166 ~ 13,2 м2.
Суммарная площадь камеры:
Sобщ= Vh2 , (2.11)
Sобщ= 68.314.5 = 15,18 м2.
Количество параллельно работающих камер:
N= SобщSод . (2.12)
N= 10,213,2 = 0,77.
Общее количество камер:
Nобщ = N + Np , (2.13)
где Np - количество резервных камер. Принимается не менее двух.
Np = N2= 0,772 = 0,385.
Nобщ = 0.77 + 2 = 2,77.
Необходимая общая площадь распыливающих элементов контактной камеры барботажного типа:
fобщ = Qч ∙ DозC ∙ W , (2.14)
где С – концентрация озона в озоновоздушной смеси, г/м3;
W – интенсивность распыления на единицу площади пористых распылителей, м3/м2ч. W = 40 м3/м2ч.
В качестве распиливающих элементов используются металлокерамические или керамические трубы с порами размером соответственно 40…100 или 60…100 мкм

. Интенсивность распыления принимается равной соответственно 76…91 и 20…26 м3/(м2/ч).
С = 3650235 = 15,53 г/м3.
fобщ = 250 ∙ 12.815,53 ∙ 40 = 5,15 м2.
Площадь одного распыливающего элемента:
fэ = π ∙ d24 ∙ lcp, (2.15)
где d - диаметр распыливающей трубы. Принимаем 0,01…0,05 м;
d = 0,01 м;
lcp - длина распыливающей трубы, м.
lcp = 23 ∙ R = 23 ∙ 2,05 = 1,37 м.
где R - радиус камеры, м.
R = Dод2= 4,12=2,05 м.
fэ = 3,14 ∙ 0,0124 ∙ 2,05 = 0,00016 м2 = 1,6 см2.
Количество распыливающих элементов:
Nрасп = fобщfэ, (2.16)
где fэ – площадь одного элемента, м2.
Nрасп = 5,151,6 = 3,2.
Nрасп принимается кратным 2 (с учетом условий размещения внутри озонаторной колонны). Принимаем Nрасп = 4.
Расстояние между распыливающими трубами:
l1 = 2 ∙(Dод -4 ∙ dрасп)Nрасп , (2.17)
l1 = 2 ∙(4,1-4 ∙ 0.01)3.2 = 2,53 м.
Расстояние между корпусом камеры и концом распыливающей трубы:
l2 = 2 ∙ dрасп., (2.18)
l2 = 2 ∙ 0,01 = 0,02 м.
Диаметр трубопровода для подвода озоно-воздушной смеси:
dподв. = 4 ∙ qоз.возд.π ∙ vоз.возд, (2.19)
где vоз.возд - скорость движения озоно-воздушной смеси, м/с. Принимается для трубопроводов малых диаметров равной 4…5 м/с, а для трубопроводов больших диаметров – 10…15 м/с.
vоз.возд = 4 м/с.
 qоз.возд.- количество озоно-воздушной смеси, поступающей к одной колонне, м3/с.
qоз.возд.= DозCоз ∙ N , (2.20)
Общее количество озона:
Dоз= dоз ∙Q1000 = 12,8 ∙250 1000 = 3,2 кг.
qоз.возд.= 3.20.065 ∙ 1 = 49,23 м3/с.
dподв. = 4 ∙ 49,233,14 ∙ 4 ∙60 = 0,066 м.
Магистральный диаметр:
Dмаг= 4 ∙ Dозπ ∙ vоз.возд.∙ Соз