Расчет конструктивных и режимных параметров

Определение диаметра воздухоподводящего патрубка.

.                                        (7.17)

Если значение диаметра D _п воздухоподводящего патрубка оказывается большим, следует заменить один патрубок несколькими, меньших диаметров. В этом случае количество воздухоподводящих патрубков принимается, исходя из равенства расходов воздуха:

(p × D _п ² / 4) W _г = N _п (p × d _п ² / 4) W _г;                    (7.18)

N _п = D _п ² / d _п ² £ 10,                                     (7.19)

где d _п ² – принятый диаметр воздухоподводящего патрубка, м; W _г – скорость воздуха, подаваемого на очистку, м/с.

Определение фактического количества патрубков:

N _п ^ф = d _п ² / K £ 5;                                    (7.20)

K = (2…3) d _п ².                                     (7.21)

Количество воздухоподводящих патрубков на один аппарат:

N _п ^а = N _п ^ф / n _a,                                        (7.22)

где n _a – количество газоочистных аппаратов, шт.

Определение количества воздухораспределительных отверстий в элементах патрубка и площади поверхности отверстий:

N _отв = W _опт × K / D _отв ² × W _отв;                            (7.23)

F _р = F _о / f £ F _э,                                       (7.24)

где F _о – площадь живого сечения отверстий,м²; f – коэффициент живого сечения отверстий; F _э – площадь боковой поверхности элемента, м². Площади сечений находятся по формулам:

F _о = n _отв × 0,785 D _отв ²;                                      (7.25)

F _э = (m × D _отв)² / е ²,                                       (7.26)

где m – коэффициент, учитывающий расположение отверстий: m = 0,95 при одинаковом расстоянии между отверстиями в поперечном направлении, m = 0,95 при диагональном направлении; е – расстояние между отверстиями (шаг), м.

Количество элементов в аппарате:

n _э = F _р / F _э.                                           (7.27)

Диаметр газоочистного аппарата:

 ,                                    (7.28)

где D _э ^вых – диаметр выходного сечения элемента, м.

Количество промывной    жидкости V _ж определяется с учетом продолжительности очистки. При условии поддержания расхода воздуха, подаваемого на очистку и отсутствии слива жидкости с уловленными в ней микроорганизмами в течение 5…6 часов с момента работы, количество жидкости равно:

V _ж = [ Q _г ^¢ × (С _ф^в – С _гоу^в) / С _гоу^ж] t,                     (7.29)

где Q _г^¢ - расход воздуха на один газоочистной аппарат, м³/с; С _ф^в – количество микроорганизмов в воздухе, поступающем из биореактора, г/м³; С _гоу^в – количество микроорганизмов в воздухе после очистки, г/м³; С _гоу^ж – количество микроорганизмов, уловленных промывной жидкостью, г/м³; t - время пребывания жидкости в газоочистном аппарате до замены, с.

Высота газоочистного аппарата:

Н _а = Н ₁ + (4 V _ж / p × D _а ²),                              (7.30)

где Н ₁ – наджидкостная высота, м.

Эффективность очистки определяется по формуле:

Е = (С _ф^в – С _гоу^в) / С _ф^в × 100 %.                         (7.31)

По справочнику [209] определяются коэффициенты гидравлического сопротивления воздухораспределительного элемента и аппарата. Расчет гидравлического сопротивления газоочистного устройства определяется по формуле:

Р _гоу = Р _э + Р _а,                                     (7.32)

где Р _э – гидравлическое сопротивление воздухораспределительного элемента, кг/м²; Р _а  - гидравлическое сопротивление насадки, кг/м².

Данная методика расчета позволяет получить конструктивные параметры и режимы работы, необходимые для технического проектирования промышленного аппарата.

Методика расчета позволяет снизить степень технического риска при проектировании и обеспечить экологическую безопасность по отходящим газам, что подтверждено использованием аппаратов на ряде гидролизно-дрожжевых заводов.

Для практического применения методика расчета представлена в табл. 7.7.

Таблица 7.7

Расчет аппарата газоочистки

Наименование и единицы измерения величин	Обозначение			Числовое значение

Исходные данные

1. Расход воздуха, подаваемого на очистку, м³/ч

Q _г

Выдается

заказчиком

2. Концентрация клеток микроорганизмов в биореакторе, г/л

С _ф

Выдается

заказчиком

3. Оптимальная скорость воздуха в воздухоподводящем патрубке, м/с

W _опт

 

Не более 3 м/с

4. Принятая скорость воздуха в воздухоподводящем патрубке, м/с

W _г

Принимается

разработчиком

5. Высота элемента, м

L

Принимается

разработчиком

6. Диаметр отверстий, м

d

Принимается

разработчиком

7. Количество отверстий на боковой поверхности элемента, шт.

n

Принимается

разработчиком

8. Время использования промывной жидкости до замены, ч.

 

Не более 6 часов

Расчетные величины

9. Диаметр воздухоподводящего патрубка, м

 

  10. Принятое количество воздухоподводящих патрубков, шт.

;

N _п = D _п²/ d _п² < 10, где d _п – принятый диаметр

воздухоподводящего патрубка

11. Фактическое количество патрубков, шт.

,

где K =(2…3) d _п²

 

12. Количество воздухоподводящих патрубков на один аппарат, шт.

N _п^ф / n _a,

где n _a – количество газожидкостных аппаратов

 

13. Количество воздухораспределительных отверстий в элементах патрубка, шт.

N _отв = W _опт K / D _отв² W _отв

 

14. Площадь поверхности отверстий, м²

F _p = F _o / f < F _э,

где F _o –площадь живого сечения отверстий, м²; f – коэффициент живого сечения отверстий; F _э –площадь боковой поверхности элемента, м².

 

         

Продолжение табл. 7.7

Наименование и единицы измерения величин	Обозначение	Числовое значение
Расчетные величины
15. Площадь живого сечения отверстий, м2	F o= n отв 0,785 D отв2, F = (m D отв)2 е 2, где m – коэффициент, учитывающий расположение отверстий; е – расстояние между отверсти-ями (шаг), м.	m = 0,95 при одинаковом расстоянии между отверстиями в поперечном сечении
16. Количество элементов в аппарате, шт	n э = F p / F э
17. Диаметр газоочистного аппарата, м	, где D эвых – диаметр выходного сечения элемента, м
18. Количество промывной жидкости, м3	V ж=[ Q г¢(С фв - С гоув)/ С гоуж]t, где Q г¢ - расход воздуха на один газоочистной аппарат, м3/с; С фв – количество микроорганизмов в воздухе, поступающем из биореактора, г/м3; С гоув – количество микроорганизмов в воздухе после очистки, г/м3; С гоуж – количество микроорганизмов, уловленных промывной жидкостью, г/м3; t - время пребывания жидкости в газоочистном аппарате до замены, с.
19. Высота газожидкостного аппарата, м	Н а= H 1+(4 V ж/p D a2), где Н 1 – наджидкостная высота, м;
20. Эффективность очистки	Е = (С фв - С гоув)/ С фв100%
21. Гидравлическое сопротивление воздухораспределительного элемента, кг/м2	Р э	По справочным данным
22. Гидравлическое сопротивление насадки, кг/м2	Р а
23. Гидравлическое сопротивление аппарата газоочистки, кг/м2	Р гоу = Р э + Р а