|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Охрана природы, Экология, Природопользование
Очистка промышленных газов от газообразных и дисперсных примесей |
Ночник-проектор "Звездное небо, планеты", черный. 
Чашка "Неваляшка". 
Фонарь садовый «Тюльпан». Очистка промышленных газов от газообразных и дисперсных примесей Е. В. Сугак, Н. А. Войнов, Р. А. Степень, Н. Ю. Житкова, Сибирский государственный технологический университет, Красноярск (Россия) Представлены экспериментальные и теоретические исследования гидродинамики, массообмена и эффективности очистки от газообразных и дисперсных примесей в дисперсно-кольцевом двухфазном потоке. Разработаны аппараты, позволяющие снизить вредные выбросы до установленных ПДВ при сравнительно небольших энергетических затратах. Введение В связи с ухудшающейся экологической обстановкой проблема очистки промышленных газовых выбросов от газообразных и дисперсных примесей стала проблемой общенационального характера. Особое значение она приобрела в нашей стране из-за того, что природоохранным мероприятиям не уделялось должного внимания. В настоящее время в мире в атмосферу ежегодно попадает около 25 млрд т только двуокиси углерода (в том числе в России v 1.6 млрд т). В 1997 г. в рамках Конвенции ООН по изменению климата принят документ, в соответствии с которым все развитые страны и страны с переходной экономикой (в том числе Россия) обязаны к 2000 г. сократить выбросы в атмосферу двуокиси углерода, метана, азотных соединений, высокодисперсных частиц и других примесей, вызывающих парниковый эффект, до уровня 1990 г., а к 2008 г. v еще на 3 v 8 % . По оценкам объем выбросов в России к 2010 г. составит 92 v 96 % от уровня 1990 г. В работе рассматриваются вопросы, связанные с очисткой промышленных газов предприятий гидролизной промышленности, которые являются источниками повышенной экологической опасности, что создает для отрасли серьезную проблему в связи с ужесточением экологических требований и резко возросшими размерами платы за выбросы. В связи с несовершенством технологических процессов и оборудования на предприятиях гидролизной промышленности в атмосферу поступают отходящие газы, содержащие различные по токсичности газы, пары органического происхождения, мелкодисперсные капли жидкости, твердые частицы (пыль) исходного сырья, лигнина, дрожжей, золы и др. На санитарное состояние атмосферы в первую очередь влияют выбросы основных производственных цехов: отработанный воздух из ферментеров, содержащий углекислый газ, частицы субстрата и живые микроорганизмы; теплоноситель, выбрасываемый из сушилок, содержащий пары воды и частицы сухих микроорганизмов размером 3 v 16 мкм; выбросы из гидролизных аппаратов, инверторов и отстойников, экологическая опасность которых в первую очередь связана с наличием в газе фурфурола; выбросы несконденсированных газов из ректификационных колонн, содержащие метанол и целый ряд органических кислот. Помимо этого существуют выбросы котельных и вспомогательных отделений. Например, из одной известковой печи с объемом выбросов 30000 м3/ч в атмосферу ежегодно попадает 2.5 т твердых частиц, 7.6 т диоксида азота, 8.5 т диоксида серы, 0.6 т окиси углерода. Количество вредных выбросов только по Красноярскому биохимическому заводу оценивается в сотни тонн в год. Сложность организации очистки газов на предприятиях гидролизной промышленности заключается в необходимости одновременного удаления из газа газообразных и дисперсных (твердых или жидких) компонентов, а также поддержания оптимальной температуры процесса.
Снижение выбросов до предельно допустимых норм (ПДВ) можно осуществить путем внедрения новых и интенсификации существующих технологических процессов очистки. Сравнительный анализ основных известных методов очистки (абсорбционных, адсорбционных, каталитических и термических) показывает, что для осуществления комплексной очистки газа наиболее приемлем абсорбционный ("мокрый") способ. Мокрая очистка не требует дополнительной подготовки газов и применения дорогостоящих катализаторов или адсорбентов, позволяет одновременно проводить очистку от газовых выбросов и дисперсных частиц при оптимальном температурном режиме. Сравнительный анализ основных характеристик известных аппаратов "мокрого" типа показывает (табл. 1), что среди них наибольшей эффективностью обладают высокоскоростные трубы Вентури, пенные аппараты, аппараты с псевдоожиженным слоем и пленочные трубчатые аппараты. Среди них пленочные аппараты, работающие в дисперсно-кольцевом режиме. Они обладают рядом дополнительных преимуществ: в этих аппаратах возможна совместная очистка от газообразных и дисперсных включений, достаточно просто обеспечивается оптимальная температура в зоне контакта фаз, они устойчиво работают в широких диапазонах нагрузок по газу и жидкости, имеют малые габариты и сравнительно простое конструктивное оформление, обеспечивают большое время контакта (в 100 раз больше, чем в трубах Вентури). При этом в пленочных аппаратах легко решаются проблемы масштабного перехода, и данные, полученные в лабораторных или опытно-промышленных условиях на одиночной трубе, могут быть перенесены на промышленный аппарат. Кроме того, легко организуется несколько интенсивных зон очистки, возможен естественный подвод газа за счет энергии орошающей жидкости, что обеспечивает транспортировку загрязненного газа без дополнительных механических устройств и существенно снижает общие энергозатраты. В трубчатых насадках пленочного аппарата (рис. 1) газ контактирует с жидкостью в виде пленки на поверхности трубы и капель в ядре потока. Улавливание газообразных компонентов обеспечивается физической или химической абсорбцией, повышение эффективности достигается увеличением коэффициентов массоотдачи за счет турбулизации жидкости и газа, например, путем установки винтовой искусственной шероховатости на пленкообразующую поверхность . Винтовая шероховатость, кроме того, обеспечивает вращательно-поступательное движение пленки жидкости и тем самым стабилизирует ее течение за счет центробежной силы, сохраняет устойчивое пленочное течение при отклонении труб от вертикали и отложениях на пленкообразующей поверхности труб. Другой способ повышения эффективности улавливания газообразных выбросов связан с созданием дополнительной поверхности контакта фаз. Таблица 1 Основные показатели аппаратов для мокрой очистки газов Показатель Труба Вентури Полый Скруббер типа СП Пенный аппарат Скруббер с шаровой насадкой Пленочный трубчатый (нисходящий прямоток) Габариты: высота, м; диаметр, м; масса, т 4.99; 2.8¦1.9; 1.26 17.4; 0.9; 6.8 8.8; 1.6; 2.5 8.3; 1.2; 2.3 4.8; 1.7; 1.5 Потери напора в линии подачи жидкости, мм вод ст 80 000 80 000 8 000 8 000 3 000 Гидравлическое сопротивление, мм вод.
ст. 300 v 3000 100 v 220 100 v 350 100 v 500 10 v 350 Удельные энергозатраты, кВтЧч/тыс.м3 2 v 4 0.99 v 1.7 0.6 v 2.8 0.6 v 2.82 0.23 v 2.12 Коэффициент массоотдачи в жидкости, м/с (1v2.5)Ч10-4 10-5v104 (0.6v5.5)Ч102 (0.5v5)Ч102 (0.2v1)Ч10-1 Скорость газа по сечению, м/с 1.4 v 7.7 5 v 9 0.9 v 4 6 v 15 1 v 30 Концентрация взвеси, г/л < 0.5 v v < 10 v Минимальный диаметр улавливаемых частиц, мкм 1v3 5v10 2 1v6 1v3 Время пребывания в зоне контакта, сек. 0.01 1.5v4 0.03 0.05 0.16v5 Эффективность, %: - по SO2 - по O2 - дисперсных частиц 50 v 86 v 90 v 100 50 v 99 76 (фтор) v 90 73 69 95 90 89 95v100 Примечание. В таблице приведены показатели аппаратов при расходе газа 20 тыс. м3/ч и жидкости 20 м3/ч Увеличение площади пленкообразующей поверхности требует конструктивного усложнения аппарата, поэтому наиболее простым способом создания дополнительной межфазной поверхности является увеличение концентрации капель в ядре потока за счет обеспечения дисперсно-кольцевого режима течения или искусственного разбрызгивания жидкости с пленки в поток газа (при содержании жидкости в ядре потока 20 % суммарная поверхность капель превышает поверхность пленки). Улавливание частиц при дисперсно-кольцевом режиме осуществляется за счет их осаждения на капли жидкости в результате турбулентной коагуляции и на поверхность пленки в результате турбулентной диффузии и турбулентной миграции. Кроме того, при необходимости повышения эффективности улавливания частиц возможно использование центробежной силы, возникающей при вращательно-поступательном движении двухфазного потока. Основными преимуществами прямоточных центробежных сепараторов являются возможность обеспечения эффективного разделения в широком диапазоне расхода газа и концентрации дисперсной фазы (твердых или жидких аэрозольных частиц) при сравнительно небольшом гидравлическом сопротивлении, надежность и простота конструктивного оформления . При примерно равных затратах энергии и производительности прямоточные центробежные сепараторы превосходят обычные циклоны по эффективности разделения (особенно для частиц с размерами менее 5v10 мкм ). По общей эффективности они близки к мокрым электрофильтрам, по фракционной v к мокрым пылеуловителям (для частиц размером 0.5v1.0 мкм v даже к тканевым фильтрам ). Для улавливания частиц размером менее 1 мкм частицы укрупняют за счет ввода пара и конденсации на поверхности частиц за счет охлаждения потока через стенку канала одновременно с осаждением под действием центробежной силы в дисперсно-кольцевом режиме. Образовавшаяся пленка жидкости (конденсата) с твердыми частицами движется по стенке рабочей камеры, через кольцевой канал поступает в сепарационную камеру и в виде шлама удаляется из аппарата. Газ через переточный патрубок 2 поступает на следующую ступень очистки. Очищенный газ выводится из аппарата через выходной патрубок 7. В зависимости от начального размера частиц и требуемой степени очистки аппарат может состоять из нескольких ступеней, число рабочих камер на каждой ступени определяется расходом газа. Качество разделения и гидравлическое сопротивление центробежных сепараторов зависят от диаметра канала, скорости и степени закрутки потока, а также конструктивного оформления трех основных зон, обеспечивающих, соответственно, формирование закрученного потока, сепарацию и выделение дисперсной фазы.
Небезопасно, впрочем, и простое сжигание мусора: при современном уровне очистки отходящие газы не утрачивают своей вредности. В настоящее время химики многих стран работают над совершенствованием фильтров, улавливающих вредные вещества из газов. Из газообразных продуктов сжигания мусора необходимо удалять сажу, хлористый водород, окислы азота, двуокись серы и т. д. Что касается методов улавливания, то они уже разработаны. Вопрос лишь в том, как сделать их более дешевыми, надежными, долго работающими. Особое внимание уделяется сейчас пиролизу (термическому разложению) мусора и получению из него газообразного топлива. Пока здесь больших успехов нет, так как состав бытовых отходов неоднороден, и поэтому трудно подбирать и регулировать оптимальный режим пиролиза. Кроме того, в мусоре много вредных примесей. Предлагается выделять из него наиболее горючие компоненты - бумагу, картон, пластики - и прессовать их в брикеты. Такие брикеты по теплотворности сравнимы с бурым углем. Как полагают эксперты, усовершенствованная переработка бытовых отходов (как в энергию, так и сырье) позволит только Западной Европе достичь ежегодной экономии порядка 14 миллиардов долларов
1. Очистка газовых выбросов фильтрами
2. Исследования Согласованного Фильтра
3. Очистка газовых выбросов фильтрами
4. Очистка газовых выбросов фильтрами
5. Защита окружающей среды от вредных выбросов ТЭС
11. Исследование природных ресурсов планеты с помощью космических методов
12. Дрозофила-объект научных исследований
13. Методы исследования в цитологии
14. Исследования Ивана Петровича Павлова в области физиологии пищеварения
15. Исследование "Тактика морского боя"
Чайник эмалированный "Шиповник" EM-40X1/45, с керамической ручкой, 4 л. 
Папка для труда, А4, на липучке. 
Набор "Леди Баг и Супер Кот" Дизайн 1, 3 предмета (в подарочной упаковке). 17. Некоторые проблемы современных гидрологических исследований на Алтае
18. Исследование удовлетворенности потребителя
20. Культурологические и семиотические исследования Ролана Барта
21. Культура как предмет исследования
25. Оперативная память. Исследование рынка оперативной памяти
26. Исследование программы PhotoShop и других программ Adobe
27. Исследование уровня безопасности операционной системы Linux
28. Исследования устойчивости и качества процессов управления линейных стационарных САУ
29. Регрессионный анализ в моделировании систем. Исследование посещаемости WEB сайта (Курсовая)
30. Исследование распределения температуры в тонком цилиндрическом стержне
32. Исследование элементарных функций
Кепка "Zabivaka", взрослая, размер 58. 
Подгузники Huggies Elite Soft, (1), до 5 кг, 27 штук. 
Палатка игровая "Учим азбуку с Пеппой". 33. Исследование сердечно-сосудистой системы
34. Исследование органов дыхания
36. Криминалистическое исследование пломб и закруток
37. Криминалистическое исследование огнестрельных повреждений
42. Методы очистки промышленных газовых выбросов
44. Рекультивация почв загрязненных нефтегазовыми выбросами
45. Нормирование предельно допустимых концентраций и предельно допустимых выбросов
46. Использование аэрокосмического мониторинга в экологических исследованиях
48. Методы поиска и исследований в преподавании физики
Багетная рама "Lucy", 40x50 см (цвет: светло-салатовый). 
Фоторамка на 9 фотографий С34-013 "Alparaisa", 55,5x44,5 см (белый). 
Коврик массажный "Морские камушки". 49. Методы политологических исследований (Контрольная)
51. Анализ работы подстанции Южная с исследованием надежности
53. Исследование методов охлаждения садки колпаковой печи с помощью математического моделирования
58. Исследование удовлетворенности потребителя
59. Исследование религиоведческой концепции Фрейда - психоаналитического метода в целом
61. Исследование внимания в психофизиологии
62. Исследование образов мужчин и женщин у подростков
63. Наблюдение как метод социально – психологического исследования
64. Исследование социально-психологического климата и стратегий поведения в конфликте членов коллектива
Футбольный мяч "Moscow", 23 см. 
Набор цветных карандашей "Progresso", 24 штуки. 
Кружка "Ниндзя". 65. Исследование конфликта в организации
66. Методы психологических исследований
67. Исследование факторов эмоционального выгорания педагогов
68. Исследование знания юридических терминов
69. Исследование эффекта автодинного детектирования в многоконтурном генераторе на диоде Ганна
73. Полосно-пропускающий фильтр
75. Исследование помехоустойчивого канала передачи данных методом имитационного моделирования на ЭВМ
76. Расчет частотных характеристик активного фильтра второго порядка на операционном усилителе
77. Моделирование дискретной случайной величины и исследование ее параметров
78. Вопросы для социологического исследования
79. Социология + программа для социологических исследований
Корзина "Плетенка" с крышкой, 35х29х17,5 см (коричневая). 
Увлекательная настольная игра "Цветариум", новая версия. 
Сковорода "Mayer & Boch" (гранитное покрытие), 24 см. 81. Методы научного исследования
83. Методы исследования в социологии
84. Исследование аудитории СМИ
85. Проблемы развода (социологическое исследование)
89. Исследование и использование эффеката Кирлиан
90. Экспериментальные исследования электромагнитной индукции (№28)
91. Исследования магнитных полей в веществе (№26)
92. Исследование политропического процесса
93. Исследование явления дисперсии электромагнитных волн в диэлектриках
94. Исследование влияния физических упражнений на открытом воздухе на уровень заболеваемости студентов
95. Методологическое значение сравнительного метода в зоологических исследованиях
96. Хозяйство как объект философского исследования
Рюмпочка. 
Ножницы "Explorer", 21,5 см. 
Лупа с креплением на голову и подсветкой (увеличение: 1,8-х - 4,8-х кратное). 98. Исследование свойств хрома и его соединений
99. Исследование способов введения белковых компонентов в синтетический полиизопрен
100. Исследование механизма закрепления гексена, гексина-1 и бензола на поверхности киновари
