Пособие по рассчету. Пособие. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине Процессы и аппараты защиты окружающей среды
 Скачать 2.84 Mb.
|
|
Список рекомендуемых источников Баранов, Д. А. Процессы и аппараты химической технологии: учебное пособие / Д. А. Баранов. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург: Лань, 2020. — 408 с. — ISBN 978-5-8114-4984-2. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/130186 (дата обращения: 20.03.2020). Процессы и аппараты пищевых производств и биотехнологии: учебное пособие / Д. М. Бородулин, М. Т. Шулбаева, Е. А. Сафонова, Е. А. Вагайцева. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург: Лань, 2020. — 292 с. — ISBN 978-5-8114-5136-4. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/132259 (дата обращения: 23.02.2020). Быков, А. П. Инженерная экология. Охрана атмосферного воздуха: учебное пособие / А. П. Быков. — Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2018. — 154 c. — ISBN 978-5-7782-3646-2. — Текст: электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/91350.html (дата обращения: 01.04.2020). Ветошкин, А. Г. Технические средства инженерной экологии: учебное пособие / А. Г. Ветошкин. — Санкт-Петербург: Лань, 2018. — 424 с. — ISBN 978-5-8114-2825-0. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/107281 (дата обращения: 06.03.2020). Ветошкин, А.Г. Инженерная зашита окружающей среды от вредных выбросов: учеб. пособие / А.Г. Ветошкин. - 2-е изд., испр. и доп. - Москва: Инфра-Инженерия, 2019. - 416 с. - ISBN 978-5-9729-0249-1. - Текст: электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/1053370 (дата обращения: 28.03.2020) Ветошкин, А. Г. Аппаратурное оформление процессов защиты атмосферы от газовых выбросов: Учебное пособие / Ветошкин А.Г. - Вологда:Инфра-Инженерия, 2016. - 244 с.: ISBN 978-5-9729-0126-5. - Текст: электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/759899 (дата обращения: 19.02.2020) Зиганшин, М. Г. Проектирование аппаратов пылегазоочистки: учебное пособие / М. Г. Зиганшин, А. А. Колесник, А. М. Зиганшин. — 2-е изд., перераб. и доп. — Санкт-Петербург: Лань, 2014. — 544 с. — ISBN 978-5-8114-1681-3. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/53696 (дата обращения: 12.03.2020). Кулагина, Т. А. Теоретические основы защиты окружающей среды: учебное пособие / Т. А. Кулагина, Л. В. Кулагина. — Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2017. — 364 c. — ISBN 978-5-7638-3678-3. — Текст: электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/84150.html (дата обращения: 26.03.2020). Луканин, А. В. Инженерная экология: процессы и аппараты очистки газовоздушных выбросов: учеб. пособие / А.В. Луканин. — Москва: ИНФРА-М, 2019. — 523 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — www.dx.doi.org/10.12737/24376. - ISBN 978-5-16-105207-5. - Текст: электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/1008975 (дата обращения: 12.03.2020). Пикалов Е.С. Процессы и аппараты защиты окружающей среды. Механические и физические методы очистки промышленных выбросов в атмосферу и гидросферу: учебное пособие – Владимир: изд-во ВлГУ, 2015. – 79 с. Самсонов, В. Т. Обеспыливание воздуха в промышленности: методы и средства: монография / В.Т. Самсонов. — Москва: ИНФРА-М, 2019. — 234 с. — (Научная мысль). — www.dx.doi.org/10.12737/17334. - ISBN 978-5-16-103459-0. - Текст: электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/983579 (дата обращения: 05.04.2020). Сотникова, Е. В. Теоретические основы процессов защиты среды обитания: учебное пособие / Е. В. Сотникова, В. П. Дмитренко, В. С. Сотников. — Санкт-Петербург: Лань, 2014. — 576 с. — ISBN 978-5-8114-1624-0. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/53691 (дата обращения: 20.03.2020). Стрекалова В.А. Процессы и аппараты защиты атмосферы: Учебное пособие к теоретическому курсу / Стрекалова В. А., Стрекалова Т. А., Егорихина Д. Ю. – СФУ, Красноярск, 2008 – 119 с. Сухая очистка газов от пыли. Примеры расчета аппаратов: учебное пособие / составители М. И. Клюшенкова, Л. В. Суркова, Н. А. Кузнецова, под редакцией М. Г. Беренгартен. — Саратов: Вузовское образование, 2016. — 38 c. — ISBN 2227-8397. — Текст: электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS: [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/52013.html (дата обращения: 01.04.2020). Таранцева, К. Р. Процессы и аппараты химической технологии в технике защиты окружающей среды: Учебное пособие / К.Р. Таранцева, К.В. Таранцев. - Москва: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 412 с. (Высшее образование: Бакалавриат). ISBN 978-5-16-009258-4. - Текст: электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/429195 (дата обращения: 24.03.2020). Приложение А МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» Институт химии и энергетики (наименование института полностью) Кафедра «Химическая технология и ресурсосбережение» (наименование кафедры полностью) ЗАДАНИЕ на выполнение курсовой работы Студент Крайнов Вадим Александрович___________________________________________ 1.Тема Анализ процессов и расчет аппаратов защиты окружающей среды_______________ 2. Срок сдачи студентом законченной курсовой работы: 11 января 2020 г.______________ 3. Исходные данные к курсовой работе Вариант № 10: циклон (шаровая мельница): Q = 1 м3/с;  = 1,29 кг/м3;  = ;  = 6 мкм;  = 0.468;  = 20 г/м3;  2900 кг/м3; η=0,80;фильтр пористый: Q=180 м3/ч; =8 мг/м3; =6 мкм; ΔРкон = 20 кПа;  =40 ч; пористый материал-бронза, форма частиц-сфера; П=0,33; h=1,2 мм;песколовка: Q = 480 м3/ч; N = 2;  = 0,7 м;  = 0,29 мм;  24,5 мм/с;флотатор: Q = 420 м3/ч; H = 3,2 м; Тк = 9 мин; τобщ = 32 мин;  = 1,4 м._________________4. Содержание курсовой работы (перечень подлежащих разработке вопросов, разделов): Введение_____________________________________________________________________ 1 Аппараты сухой механической газоочистки (циклон)_______________________________ 1.1 Принцип работы циклона ______________________________________________ 1.2 Достоинства и недостатки____________________________________________________ 1.3 Эксплуатационные особенности циклона _________________________________ 1.4 Конструктивный расчет циклона ________________________________________ 2 Аппараты сухой механической газоочистки (фильтр пористый)______________________ 2.1 Принцип работы фильтра пористого___________________________________________ 2.2 Достоинства и недостатки____________________________________________________ 2.3 Эксплуатационные особенности фильтра пористого _____________________________ 2.4 Конструктивный расчета фильтра пористого ____________________________________ 3 Оборудование механической очистки сточных вод_________ 3.1 Принцип работы песколовки_________________________________________________ 3.2 Достоинства и недостатки____________________________________________________ 3.3 Эксплуатационные особенности песколовки____________________________________ 3.4 Конструктивный расчет песколовки___________________________________________ 4 Оборудование физико-химической очистки сточных вод____________________________ 4.1 Принцип работы флотатора________________________________________ 4.2 Конструкция флотатора. Достоинства и недостатки. Области применения___________ 4.3 Эксплуатационные особенности флотатора___________________________ 4.4 Конструктивный расчет флотатора__________________________________ Заключение___________________________________________________________________ Список используемых источников________________________________________________ 5. Ориентировочный перечень графического и иллюстративного материала (с точным указанием чертежей и форматов их представления): Схемы циклона, фильтра пористого, песколовки и флотатора 6. Рекомендуемые учебно-методические материалы: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Процессы и аппараты защиты окружающей среды»__________________________________________________________ Дата выдачи задания «03 » сентября 2020 г. Руководитель курсовой работы _____________ Ю.Н. Шевченко (подпись) (И.О. Фамилия) Задание принял к исполнению ______________ В.А. Крайнов (подпись) (И.О. Фамилия) Приложение Б МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» Институт химии и энергетики (наименование института полностью) Кафедра «Химическая технология и ресурсосбережение» (наименование кафедры полностью) 18.03.02 Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии нефтехимии и биотехнологии (код и наименование направления подготовки, специальности) Рациональное природопользование, рециклинг и утилизация отходов (направленность (профиль)) КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине (учебному курсу) Процессы и аппараты защиты окружающей среды (наименование дисциплины (учебного курса)) на тему: Анализ процессов и расчет аппаратов защиты окружающей среды. Вариант 10
Тольятти, 2020 Содержание
Введение В соответствии со статьёй 42 Конституции Российской Федерации каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ней и возмещение ущерба, являющимся результатом экологического правонарушения. В соответствии с данным положением разработаны нормы экологического права, включающие Федеральные Законы, распоряжения Президента и Правительства, нормативные акты различных уровней власти. Таким образом, защита окружающей среды и снижение антропогенного воздействия на окружающую среду являются приоритетными задачами нашего государства. На предприятиях различных отраслей народного хозяйства указанные задачи решаются путем совершенствования используемых процессов и аппаратов защиты окружающей среды. Целью работы является приобретение навыков расчёта основных процессов и аппаратов защиты окружающей среды путём выполнения курсовой работы. Цель работы достигается посредством выполнения ряда задач – изучения принципов работы аппарата, выявления достоинств и недостатков применяемого процесса, изучения особенностей эксплуатации аппарата, его конструктивный расчёт и выполнения конструктивной схемы. 1 Аппараты сухой механической газоочистки (циклон) 1.1 Принцип работы циклона Подавляющее большинство промышленных выбросов и сбросов представляют собой дисперсные системы, и основная задача использования процессов и аппаратов защиты окружающей среды заключается в разделении дисперсных систем. Дисперсная система, как правило, включает две или большее число фаз, разделенных границей раздела фаз. Сплошная фаза называется дисперсионной средой, вторая же, диспергированная в первой – дисперсной фазой. В рамках работы мы рассматриваем процессы и аппараты защиты гидросферы и атмосферы, а значит, будем рассматривать системы, в которых дисперсионной средой являются вода или воздух – суспензии, эмульсии, пены и аэрозоли. Наличие границы раздела фаз, поверхностной энергии обуславливает возникновение поверхностных явлений – поверхностного натяжения, адсорбции, адгезии, капиллярных явлений, смачивания и возникновения двойного электрического слоя, которые, в свою очередь, обуславливают появление у дисперсных систем особых оптических и молекулярно-кинетических свойств, а у ряда систем – седиментационной и агрегативной устойчивости. Таким образом, при проектировании процессов и аппаратов защиты окружающей среды, предназначенных для разрушения и разделения дисперсных систем, следует учитывать условия, снижающие устойчивость данной конкретной системы. На жидкость и газы действует ряд сил – силы тяжести, инерции, поверхностного натяжения, упругости, внутреннего трения, а также гидравлическое давление. Соотношение указанных сил и его изменение лежат в основе методов, применяемых для разделения дисперсных систем. Уравнение материального баланса процессов разделения для материальных потоков выражается формулой 1:
где  - расход смеси, осадка и очищенной среды соответственно, кг.Уравнение материального баланса процессов разделения по выделяемому компоненту выражается формулой 2:
где  – массовая доля компонента в соответствующем потоке, кг/кг.Циклоны применяют, как правило, для разделения аэрозолей и суспензий. В рамках работы рассматривается применение циклона для очистки газов от пыли, то есть мы имеем дело с аэрозолем – дисперсной системой, где дисперсионная среда – воздух, дисперсная фаза – взвешенные твердые частицы [1,3,11]. Действие циклонов и центрифуг заключается в интенсификации процессов осаждения под действием гравитационных сил за счёт действия инерционных сил. У циклонов это достигается особым расположением входного патрубка, которое обеспечивает тангенциальную подачу газопылевого потока и ведёт к увеличению скорости осаждения согласно формуле 3:
где  – скорость осаждения в поле центробежной силы, м/с; – центробежный фактор разделения, безразмерен; – скорость осаждения в поле гравитационных сил, м/с.На нахождении скорости осаждения под действием гравитационных сил подробнее остановимся при расчёте песколовки. Исходя из формулы, очевидно, что под инерционной силой подразумевается центробежная сила, возникающая в результате тангенциального движения смеси. Центробежный фактор разделения равен соотношению центробежной силы и силы тяжести, для одной и той же частицы – соотношению центробежного ускорения и ускорения свободного падения, согласно формуле 4:
где  – центробежное ускорение, м/с2; – ускорение свободного падения, м/с2.Выразим центробежное ускорение через окружную скорость движения потока согласно формуле 5:
где  – окружная скорость потока, м/с; – радиус аппарата, м.Подстановкой 5 в 4 получим итоговое выражение для определения центробежного фактора разделения, формулу 6:
Другой важнейшей характеристикой при расчёте аппарата является его гидравлическое сопротивление, определяемое по формуле 7 – формуле Дарси - Вейсбаха:
где  – коэффициент гидравлического сопротивления;l – длина аппарата, м; d – диаметр аппарата; – плотность смеси, кг/м3; – условная скорость потока в аппарате, м/с.Отметим, что коэффициент сопротивления зависит от конструктивных особенностей аппарата и числа аппаратов в батарейных циклонах [1,4]. Основным материалом для изготовления циклонов является нержавеющая сталь марки 06ХН28МДТ. В таблице 1 приведём схемы основных типов аппаратов, их описание будет приведено в дальнейшем в подразделе 1.2 и таблице 2. Таблица 1 – Схемы основных типов циклонов
Продолжение таблицы 1
|
