Звоните с ПН по ПТ с 9:00 до 18:00

📞 8-800-234-0-567 или +7 (3412) 477 466

+7(495) 997-77-33 (Москва)
Главная > Статьи > Расчет и экономическое обоснования процесса рекуперации тепла при очистке запыленных газов
Скруббер ШВ с подвижной насадкой (с кипящим слоем) Скрубберы Вентури: универсальные фильтры очистки производственных выбросов Скоростной пенный абсорбер, скруббер барботажный (пузырьковый) Абсорбер насадочный с неподвижным слоем, (скруббер со стационарной насадкой) Промышленный скруббер горизонтального типа Лабораторный скруббер для вытяжных шкафов Скрубберы полые форсуночные от производителя Скруббер для очистки аварийных выбросов химических загрязнителей Тарельчатые скрубберы от производителя Пылеуловитель коагуляционный мокрый, скруббер КМП Центробежные скрубберы от производителя Инерционный вентиляционный пылеуловитель ПВМ Скрубберы ударного действия, ударно-инерционные пылеуловители Прямоточные и противоточные скрубберы, абсорбционные фильтры Турбулентные и вихревые скрубберы от производителя
Циклоны У21-ББЦ для зерновой пыли Циклоны для пескоструйных камер, фильтры для пескоструя, абразивной, дробеструйной пыли Промышленные циклоны для вытяжной вентиляции: характеристики и продажа Циклоны Ц (ГипроДревПром) для деревообработки Циклоны ЦОК, ЦМ, РИСИ, РЦ с обратным конусом, для абразива, влажной, волокнистой, слипающейся пыли Циклоны СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34 и СК-ЦН-34М конические, для сажи, абразива и слипающейся пыли Циклоны серии СИОТ-М, СИОТ-М1, ЛИОТ для сухой неабразивной пыли Циклоны-разгрузители ЦР, ЦРк, 4БЦШ, ББЦ для очистки воздуха от средней и грубой пыли Циклоны ВЗП (пылеуловители циклонные общепромышленные) Циклоны УЦ, УЦ-38, УЦМ-38 для деревообработки и зерновой промышленности Циклоны СЦН-40, СЦН-50 высокой эффективности и малого сопротивления Циклоны ОЭКДМ (К), для древесной пыли, витой стружки, влажного опила, коры, щепы, дробленки Циклоны-искрогасители ЦГ, горизонтальные, канальные прямоточные Циклоны ЦОЛ, противоподсосные, цилиндрические, для крупной сухой пыли Циклоны ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24 для сухой пыли
Скруббер ШВ с подвижной насадкой (с кипящим слоем) Скрубберы Вентури: универсальные фильтры очистки производственных выбросов Скоростной пенный абсорбер, скруббер барботажный (пузырьковый) Абсорбер насадочный с неподвижным слоем, (скруббер со стационарной насадкой) Промышленный скруббер горизонтального типа Лабораторный скруббер для вытяжных шкафов Скрубберы полые форсуночные от производителя Скруббер для очистки аварийных выбросов химических загрязнителей Тарельчатые скрубберы от производителя Пылеуловитель коагуляционный мокрый, скруббер КМП Центробежные скрубберы от производителя Инерционный вентиляционный пылеуловитель ПВМ Скрубберы ударного действия, ударно-инерционные пылеуловители Эффективный абсорбер для очистки газов с подвижной насадкой ШВ Изготовление и продажа гидрофильтров для вентиляции промышленной Прямоточные и противоточные скрубберы, абсорбционные фильтры Фильтр для покрасочной камеры – мокрая система улавливания частиц краски и ЛКМ Скоростной промыватель СИОТ 3-13 от изготовителя Абсорбер с псевдоожиженной насадкой (скруббер с подвижным слоем) Комплексный блок очистки и промышленной утилизации дымовых газов Пылеуловитель мокрого типа с подвижной орошаемой насадкой «ШВ» Турбулентные и вихревые скрубберы от производителя Промышленные аспирационные установки для очистки воздуха Установка очистки газа от сероводорода Продажа промышленных абсорберов полого и насадочного типа Фильтр РИФ – ионообменный воздухоочиститель для нейтрализации кислых и щелочных загрязнителей Продажа промышленных газопромывателей на базе скрубберов и абсорберов, доставка, установка и внедрение Продажа скрубберов, доставка и установка Производство и продажа пылеулавливающих агрегатов и установок Инерционный гидрофильтр для очистки воздуха и вентиляции Установка для очистки загрязненного воздуха от пыли и запаха на производстве

Расчет и экономическое обоснования процесса рекуперации тепла при очистке запыленных газов

-60-.

Мокрые пылеуловители ШВ можно использовать в качестве рекуператоров тепла отходящих промышленных газов с большим содержанием механических примесей.

В качестве математической модели ниже приведены расчеты на основании реальных параметров одного из кирпичных производств Ярославской области.

Руководство завода поставило задачу вернуть в технологический процесс 60 тыс. м3/час очищенного воздуха с заданной температурой. Специалисты ООО «Приволжский завод газоочистного оборудования» предложили решение.

Теплотехнический баланс и энергетический потенциал (рассчитан и составлен совместно с сотрудниками кафедры «Теплоэнергетика» ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова») мокрых пылеуловителей ШВ (по инициалам разработчика и патентообладателя, д.т.н. Шаймарданова Вазиха Харисовича) выглядит следующим образом.

Исходные данные:

Количество запыленного воздуха на линии «А» — 60 тыс. м3/час — Lr =6∙104 м3/час;

Температура запыленного воздуха на линии (на входе в мокрый пылеуловитель ШВ) — 120 — 175 0С (для расчёта баланса взята температура 150 0С) — rekuperacia_formuli/1_2.jpg 0С;

Количество и температура воды, идущей на подпитку процесса газоочистки — 1,5 м3/час ( LB=1,5 м3/час) и 5 0С ( rekuperacia_formuli/1.jpg 0С) соответственно.

Температура запыленного воздуха после пылеуловителя ШВ ~ 50 0С (данные результатов лабораторных замеров количественного и качественного состава воздуха на выходе из мокрых пылеуловителей ШВ в процессе эксплуатации (зависит от установленной интенсивности орошения отходящих промышленных газов внутри пылеуловителя и температуры орошающей воды).

В качестве исходных для подсчёта теплотворной способности газа был взят газ Вуктылского месторождения (Республика Коми) природного газа.

Состав газа (% по объему):

— метан

metan.jpg

— этан

/uploads/review/rekuperacia_formuli/etan.jpg

— пропан

/uploads/review/rekuperacia_formuli/propan.jpg

— бутан

/uploads/review/rekuperacia_formuli/butan.jpg

— пентан

/uploads/review/rekuperacia_formuli/pentan.jpg

— азот

/uploads/review/rekuperacia_formuli/azot.jpg

Решение:

Используя заданные объемные концентрации горючего газа, можно определить стехиометрические объемы продуктов сгорания:

— суммарный объем продуктов реакции

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/2.jpg

где http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/2_1.jpg — объем продуктов для отдельной k-ой составляющей исходной газовой смеси [1], в том числе:

— объем углекислого газа
http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/3.jpg

— объем азота
http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/4.jpg

— объем водяных паров
http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/5.jpg

Отсюда объемные концентрации продуктов сгорания (в долях от единицы):

— углекислого газа

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/6.jpg

— азота

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/7.jpg

— водяных паров

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/8.jpg

Массовые концентрации:

— углекислого газа

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/9.jpg

— азота

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/723.jpg

— водяных паров

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/11.jpg

Из [2] выписываем значения энтальпии газов при температуре http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/tg.jpg:

— для углекислого газа

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/12.jpg

— для азота

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/13.jpg

— для водяных паров

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/14.jpg

Тогда энтальпия газовой смеси
http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/15.jpg

Аналогичным образом получается энтальпия газов при температуре tвых:

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/16.jpg

Энтальпия воды на входе в установку (при теплоемкости сВ кДж/(кг∙0С))

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/17.jpg

Для определения энтальпии пара на выходе из аппарата из [2] выписываем значения:

— энтальпии нагретой до кипения воды i’=209,3 кДж/кг;

— теплоты фазового перехода r=2383,3 кДж/кг.

Кроме того, пользуясь i-s-диаграммой водяного пара, определяем величину степени сухости x=0,96. Отсюда энтальпия пара

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/18.jpg

Далее из [1] выписываем значения газовой постоянной для отдельных компонентов:

RCO2= 185,26 Дж/(кг∙0С); RN2= 296,65 Дж/(кг∙0С); RH2O = 452,57 Дж/(кг∙0С). Находим газовую постоянную для смеси

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/19.jpg

Из уравнения состояния находим плотность газа

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/20.jpg

Тогда массовый расход газа через мокрый пылеуловитель

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/21.jpg

и значения тепловой мощности:

— подводимой отходящим промышленным газом к мокрому пылеуловителю

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/22.jpg

— отводимой отходящим промышленным газом

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/23.jpg

— подводимой водой к пылеуловителю

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/24.jpg

— отводимой паром

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/25.jpg

Составим уравнение теплового баланса в виде

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/26.jpg

Откуда величина потерь

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/27.jpg

а значение КПД брутто (с учетом полезно используемой тепловой мощности http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/28.jpg)

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/29.jpg

Чрезмерно большое значение теплопотерь связано с тем, что изначально перед пылеуловителем [3] ставилась задача путем подбора конструкции циркулирующей ёмкости, режимов циркуляции охлаждающей воды внутри снизить температуру выходящего из пылеуловителя воздуха, а также c отсутствием какой либо теплоизоляции. Кроме того, температура циркулирующей воды на момент лабораторных замеров, как правило, не была стабилизирована (по окончании рабочей смены технологические процессы останавливались и вода успевала охладиться). Расчеты показывают, что в отсутствии теплопотерь от мокрого пылеуловителя и аккумулирующей емкости для воды температура очищенных отходящих промышленных газов будет составлять 115÷120 0С.

Кроме того, в циркуляционной ёмкости мы будем иметь 20 м3 горячей воды с температурой выше 80 0С, где, установив теплообменник, можно будет организовать дополнительный съём тепла.

Примечание:

при проведении расчётов использовались следующие технические литературные источники:

1. Стаскевич Н.Л., Северинец Г.Н., Вигдорчик Д.Я. «Справочник по газоснабжению и использованию газа». — Л.: Недра, 1990г.;

2. Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». М.: Высшая школа, 1974г.;

3. Шаймарданов В.Х. «Процессы и аппараты технологий сбора и подготовки нефти и газа на промыслах», под редакцией. В.И. Кудинова — УдГУ, Ижевск, 2009г.

Экономическая часть теплотехнического баланса и оценки энергетического потенциала аппаратов ШВ

При полной рекуперации отходящих промышленных газов с температурой 115 — 120 0С от ШВ с КПД = 0,9, а этого можно легко добиться путём их теплоизоляции, экономия газообразного топлива, сходного по теплотворной способности с газом Вуктылского месторождения с низшей теплотой сгорания http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/30.jpg кДж/м3 составит

http://gas-cleaning.ru/uploads/review/rekuperacia_formuli/31.jpg

Таким образом, для расчёта экономического эффекта от газоочистки отходящих промышленных газов и их рекуперации мы имеем:

    • экономия 338 м

3

    • газообразного топлива в час с газоочисткой и рекуперацией 60 тыс. м

3

    • /час отходящих промышленных газов в час с температурой 115 — 120

0

    С;
  • работа линии «А» 24 часа в течение 365 дней в году;
  • стоимость газообразного топлива для промышленных предприятий Ярославской области 3500 рублей (без НДС) за 1000 м3 (цена дана на 01.01.2013г.).

При перемножении имеющихся данных получаем экономический эффект от экономии на газоочистке и рекуперации отходящих промышленных газов более 10 млн. рублей (без НДС).

Примечание:

При расчётах были учтены самые усреднённые экономические показатели только по газообразному топливу. В расчёты не попали затраты на подпитку свежей водой взамен испарившихся 1,5 м3/час воды при цене 5 рублей (без НДС) за м3; порядка 20 м3 горячей воды, откуда потребуется съем тепла; энергозатраты на вентиляционное и насосное оборудование и т.д.

Во избежание теплопотерь пылеуловитель и циркуляционные ёмкости должны быть заизолированы. Коэффициент теплопотерь современных теплоизоляционных материалов составляет менее 0,1 %.