Рассчитать скруббер Вентури для очистки отходящих газов электропечи

Необходимая эффективность работы аппарата:
η=1-Z2Z1=1-0,0012022=0,999
где Z1 и Z2 – соответственно концентрация пыли до и после очистки, г/м3.
Число единиц переноса:
Nи=ln11-η=ln11-0,999=6,9
Удельная энергия, затрачиваемая на пылеулавливание, находится из формулы:
Nи=В∙Ктх,
где КТ - удельный расход энергии, затрачиваемой на пылеулавливание,
Дж/1000 м3 газа;
В, Х – константы, зависящие от физико-химических свойств и дисперсного состава пыли; для пыли, образующейся при выплавке силикомарганца в закрытых печах В = 6,9·10-3, Х = 0,67.
6,9=6,9·10-3∙Кт0,67,
откуда
КТ =0,676,96,9∙10-3=30035 Дж/10000 м 3 газа.
Общее гидравлическое сопротивление скруббера Вентури:
ΔР=КТ-Рв∙m=30035-300000∙0,0012=29675 Па.
Плотность газа на выходе в трубу Вентури при рабочих условиях:
ρг1=ρ0273(Рбар±Рг)273+tг101,3=1,3273(101,3-2,251)273+72101,3=1,006 кг/м3
где ρ0 - плотность газа при нормальных физических условиях, кг/м3.
Расход газа при рабочих условиях:
Vг1=Voρ0ρг1=15511,31,006∙3600=0,557 м3/с
где V0 – расход влажного газа при нормальных физических условиях, м3/ч.
Расход орошающей воды:
Мв=Vг∙m=0,557∙1,2=0,668 кг/с
Температура газа на выходе из скруббера:
tг2=0,133-0,041mt1+35=0,133-0,041∙1,272+35=41,034 °С
Плотность газа на выходе из скруббера:
ρг2=ρ0273(Рбар-Рг-ΔР)273+tг2101,3=1,3273(101,3-2,251-29,675)273+41,034101,3==0,774 кг/м3
Объемный расход газа:
Vг2=V0ρ0ρг2=1551∙1,33600∙0,774=0,724 м3/с
Диаметр циклона-каплеуловителя:
Dц=1,13Vг2Wц=1,130,7242,5=0,61 м
Высота циклона-каплеуловителя:
Н = КцDц=2,5∙0,61=1,525 м
где Кц – коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости газа в циклоне, при Wц=2,5 м/с коэффициент Кц=2,5.
Гидравлическое сопротивление циклона-каплеуловителя:
ΔРц=ξцWц22ρг2=302,5220,774=72,563 Па
где ξц - коэффициент сопротивления, принимаемый для прямоточного циклона в пределах 30-33.
Гидравлическое сопротивление трубы Вентури:
ΔРт=ΔР-ΔРц=29675-72,563=29602,437 Па
Размеры трубы Вентури рассчитываются по следующим формулам:
диаметр горловины
d2=1,13Vг2Wгорл=1,130,724238,6=0,062м
где Wгорл – скорость газа в горловине:
Wгорл=2ΔPтξс.трρг2+ξводыρводыm=2∙29602,4370,15∙0,774+0,77∙1000∙0,0012==238,6 м/с
где ξс.тр - коэффициент сопротивления сухой трубы, равный 0,15;
ξводы - коэффициент сопротивления трубы при вводе воды, равный
ξводы=0,63ξс.тр(МвМгаза∙ρг2ρводы)-0,3=0,63∙0,150,6680,56∙0,7741000-0,3=0,77
где Мгаза – массовый расход газа, кг/с,
Мгаза=V0ρ03600=1551∙1,33600=0,56 кг/с
длина горловины
l2=0,15d2=0,15∙0,062=0,01 м
По полученному диаметру горловины находят все остальные размеры нормализованной трубы Вентури:
диаметр конфузора:
d1=1,6÷2,0∙d2=2,0∙0,062=0,124 м
диаметр диффузора:
d3=1,6÷2,0∙d2=2,0∙0,062=0,124 м
угол сужения конфузора: α1=15°
длина конфузора:
l1=d1-d22∙tgα12=0,124-0,0622∙tg152=0,235 м
угол расширения диффузора: α2=6°
длина конфузора:
l3=d3-d22∙tgα32=0,124-0,0622∙tg62=0,592 м