Научно-технические основы и разработка аппаратов улавливания высокодисперсной жидкой фазы (туманоуловителей)
Цель работы. Развитие теоретических основ улавливания жидких взвешенных частиц (капель) и разработка на их базе надежных методов выбора и расчета туманоуловителей. Разработка новых способов определения эффективности электрофильтров и подходов к созданию композиционных полимерных материалов для конструкций электростатических туманоуловителей. Создание композиционного полимерного материала… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ УЛАВЛИВАНИЯ ЖИДКИХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ (КАПЕЛЬ ТУМАНОВ)
- 1. 1. Туманы (основные положения)
- 1. 2. Конденсационный метод образования тумана
- 1. 3. Механическое образование тумана
- 1. 4. Каплеунос
- 1. 5. Осаждение капель
- 1. 6. Классификация промышленных туманоуловителей
- 1. 7. Технологические процессы, вызывающие образование конденсационных туманов
- 1. 8. Выводы
- ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЖИДКИХ АЭРОЗОЛЕЙ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ УСТАНОВКИ
- 2. 1. Общие положения
- 2. 2. Дисперсный состав капель тумана
- 2. 3. Определение дисперсности капель тумана
- 2. 4. Экспериментальные установки
- 2. 5. Влияние размера частиц на выбор метода их осаждения
- 2. 6. Выводы
- ГЛАВА 3. УЛАВЛИВАНИЕ КАПЕЛЬ В АППАРАТАХ МЕХАНИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ. ВОЛОКНИСТЫЕ ФИЛЬТРЫ
- 3. 1. Классификация волокнистых туманобрызгоуловителей
- 3. 2. Классификация волокон
- 3. 3. Фильтрующие материалы. Способы изготовления. Основные свойства
- 3. 4. Конструкции фильтрующих перегородок
- 3. 5. Конструкции туманобрызгоуловителей
- 3. 6. Теоретические основы работы туманобрызгоуловителей
- 3. 6. 1. Гидравлическое сопротивление
- 3. 6. 2. Эффективность улавливания капель
- 3. 7. Применение волокнистых фильтров для очистки газов, содержащих помимо капель взвешенные твердые вещества и газообразные вредности
- 3. 8. Выводы
- ГЛАВА 4. УЛАВЛИВАНИЕ КАПЕЛЬ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ АППАРАТАХ
- ПОЛИМЕРНЫЕ ЭЛЕКТРОФИПЬТШ
- 4. 1. Конструкции однозонных электрических туманоуловителей
- 4. 2. Конструкции двухзонных электрофильтров
- 4. 3. Применение новых материалов при изготовлении мокрых электрических тутноуловителей
- 4. 4. Выбор материала для мокрых полимерных электрофильтров
- 4. 5. Разработка и исследование мокрых электрофильтров с узлами из не! жталлических ь/втериалов
- 4. 5. 1. Разработка электрофильтра типа ЭТИ
- 4. 5. 2. Разработка электрофильтра типа ЭЕМ
- 4. 5. 3. Исследование двух- и четырехреберных зубчатых коронирукхцих электродов на высоковольтном лабораторном стенде
- 4. 5. 4. Разработка шесгиреберного зубчатого коронирукзцего электрода
- 4. 5. 5. Разработка конструкций осадительных электродов
- 4. 6. Промышленные испытания полимерных электрофильтров
- 4. 7. Методы расчета эффективности мокрых электрофильтров
- 4. 8. Ейводы
- ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ АППАРАТЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ, КАПЕЛ
- 5. 1. Применение волокнистых брызгоуловителей в сернокислотном производстве
- 5. 2. Насадочный скруббер из полимерных материалов
- 5. 3. Улавливание капель тумана в процессах окраски
- 5. 4. Применение отечественных фильтровальных материалов
- 5. 5. Улавливание капель в полимерных электрофильтрах
- 5. 6. Вывода
- 6. ОБШИЕ ШВОЦЫ К РАБОТЕ Основные условные обозначения, а — удельная поверхность насадки, м2/м3- Ск — поправка Кенингема-Милликена- Б — диаметр, м
Б — коэффициент диффузии, м2/с- <1 — диаметр, м- d5o — диаметр взвешенных частиц (капель), улавливаемых в туманоуловителе с эффективностью, равной 0,5- м- <1т — медианный диаметр взвешенных частиц (капель), м- В — напряженность электрического поля, В/м- е — величина заряда электрона, 1,6 * 10−19 Кл- Р — сила, Н-
0 — массовая скорость, кг/с- g — ускорение силы тяжести, м2/с- Н, Ь — высота, м- J — сила тока, А-
1 — плотность тока, А/м2-
Кб — постоянная Больцмана, 1,38 * 1023 Дж/К- М — масса 1 кмоля, кг/кмоль- ш — масса, кг- т — удельное орошение, м3/м3- п — число фильтровальных слоев- па — концентрация ионов коронного разряда, ионы/м3- 1 — линейный параметр, м-
Р — активный периметр осадительных электродов, м- р — давление, Па-
Др — гидравлическое сопротивление, перепад давлений, Па- д — электрический заряд, Кл- qD — электрический заряд за счет диффузионного механизма, Кл- И — радиус, м-
Иг — универсальная газовая постоянная, 8314 Дж/кмоль *К- гр — разрядное расстояние между осадительными и коронирующими электродами, м- в — площадь, м2- в — пересыщение пара- во — свободное сечение фильтровальной перегородки, м2/м2- Т — абсолютная температура, К- Ь — температура, °С- и — напряжение коронного разряда- В- и — пробивное напряжение, В-
V — объемный расход, м3/с- V" - объем аппарата, м3-
Сг — линейная скорость, м/с- а> — скорость вращения газового потока-
Ъ — массовая концентрация взвешенных частиц (капель) в газах, кг/м3 — а — относительная плотность фильтрующей среды, м3/м3- б — относительная электрическая проницаемость частицы (капли) — 8<> — диэлектрическая проницаемость, 8,85 * 1012 Ф/м-? — коэффициент гидравлического сопротивления- г] - эффективность осаждения, каплеулавливания, доли- X — коэффициент теплопроводности, Вт/м 5. ОК ц — динамическая вязкость, Па * с-
V — кинематическая вязкость, м2/е-? — пористость, м3/м3- р — плотность, кг/м3-
Рт- удельное электрическое сопротивление, Ом 5. Ом- 6 — поверхностное натяжение, Н/м-
— среднеквадратичное отклонение в функции распределения частиц по размерам- ^ - среднеквадратичное отклонение в функции распределения значений фракционной эффективности туманоуловителя- х — время,
Механизмы осаждения в — гравитационный-
— инерционный- о — центробежный- И — касания- Б — диффузионный- Кб — за счет электрических сил.
Критерии подобия
О2 02 г рг = — =-. фруд-
0Г1 игав
Ре -- ---критерий Пекле-
П Вч ?
Ие -- - Рейнольде.
Надстрочные индексы условия входа в аппарат, систему- условия выхода из аппарата, системы.
Подстрочные индексы, а — аппарат- в — волокно- г — газы- ж — жидкость- к — капля- н — насадка- п — пар- с — сопло- фр — фракция- ч — частица- э — эквивалентный.
Научно-технические основы и разработка аппаратов улавливания высокодисперсной жидкой фазы (туманоуловителей) (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Актуальность проблемы. Защита атмосферного воздуха от загрязнений промышленными и аспирационными выбросами продолжает оставаться одной из важнейших проблем современности. Исключительное внимание решению этой задачи уделяется в большинстве стран мира и прежде всего в странах экономически развитых.
Предотвращение выбросов в атмосферу актуально и для Российской Федерации.
Известно, что значительная доля выбросов падает на взвешенные частицы: твердые и жидкие. Так, согласно государственному докладу «О состоянии окружающей среды Российской Федерации в 1997 г. содержание взвешенных веществ в атмосфере превышало предельно допустимые концентрации (ЦДК) в 71 городе России (с общей численностью населения 3,8 млн. человек). Согласно тем же данным, вредные взвешенные вещества, содержащиеся в приземном слое атмосферы, лидируют по масштабу воздействия на здоровье человека. Их отрицательному влиянию подвержены около 15 млн. граждан России. Считается, что наибольшая опасность (для здоровья) связана с жидкими взвешенными частицами (каплями тумана), к которым относятся различные кислоты (серная, фосфорная), щелочи, эмульсии.
Отсюда вытекают важные задачи по разработке и освоению серийного производства простых и надежных в эксплуатации аппаратов, обеспечивающих эффективное улавливание взвешенных в газовых потоках капель — туманоуловителей. Помимо защиты окружающей среды очистка промышленных газов от содержащихся в них жидких взвешенных частиц необходима в целом ряде технологических процессов для извлечения из газов ценных продуктовпримесей, затрудняющих проведение технологического процессауменьшения износа оборудованияулучшения условий труда.
Широкий спектр различных по конструкции и принципу действия каплеуловителей, применяемых на практике, значительно опередил уровень теоретических исследований в области улавливания капель. Это обстоятельство привело к отсутствию, в большинстве случаев, надежных.
I I.
8 I методов их инженерного расчета и подчас являлось причиной серьезных I просчетов при разработке установок каплеулавливания. Особенно это | капается улавливания капель туманов конденсационного происхождения, р от/личающихся исключительно мелким размером взвешенных частиц (<5 мкм). й В связи с этим разработка научно-технических основ каплеулавливания и 1 н, а их базе принципов инженерного расчета туманоуловителей должна | п озволить преодолеть разрыв, существовавший между теорией и практикой, | г.
I научно обоснованно подходить к выбору аппаратурного оформления и | технологического решения систем очистки газов, обеспечивающих I улавливание жидких взвешенных частиц. I.
Научные исследования в области образования туманов проводятся уже в течение многих лет. Это связано с их исключительно важной ролью в таких направлениях науки и техники, как метеорология, военное дело, целый ряд промышленных производств.
Существенный вклад в развитие теории образования туманов принадлежит отечественным ученым. И здесь, в первую очередь, необходимо отметить автора целого ряда монографий, посвященных вопросам ?: образования туманов, А. Г. Амелина и создателя механики аэрозолей !
Н.А.Фукса.
Важные теоретические вопросы, связанные с образованием капель, освещены в работах В. Г. Левича, С. С. Кутателадзе и М. А. Стыриковича.
К сожалению, как исследований, так и работ, относящихся непосредственно к технике каплеулавливания, немного. Здесь следует выделить работы В. П. Приходько по улавливанию достаточно крупных капель, образующихся в колонных аппаратах химической технологии, и З. И. Мягкова по разработке и эксплуатации волокнистых гуманобрызгоуловителей.
Значительная доля технологических процессов, связанных с улавливанием капель туманов, протекает в условиях химически агрессивнойреды, например, сернокислотное производство). Поэтому технические эёшения по разработке конструкций эффективных туманоуловителей в юльшинстве случаев пересекаются с необходимостью их коррозионной «щиты или, что более перспективно, с применением композиционных юлимерных материалов, стойких в химически агрессивных средах. Отсюда 9 вытекает еще одна важная задача — создание высокоэффективных газоочистных аппаратов, значительная часть конструктивных элементов которых выполнена из композиционных полимерных материалов с заданными для этой задачи свойствами. Работы в этом направлении начались относительно недавно (в 60−70-е годы), и большие успехи в их развитии также принадлежат отечественным ученым: Г. В. Сагалаеву, предложившему в 1969 г. модель наполненного полимераВ.Е.Гулюизучение взаимосвязи структуры и свойств полимеров, А. А. Шевченкоприменение полимерных материалов для электродов кислотных электрофильтров.
Диссертация выполнена в Научно-исследовательском институте по промышленной и санитарной очистке газов — НИИОГАЗ в соответствии с перспективными планами развития техники очистки промышленных выбросов (Федеральная целевая научно-техническая программа на 19 962 000 г. г. «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения»).
Цель работы. Развитие теоретических основ улавливания жидких взвешенных частиц (капель) и разработка на их базе надежных методов выбора и расчета туманоуловителей. Разработка новых способов определения эффективности электрофильтров и подходов к созданию композиционных полимерных материалов для конструкций электростатических туманоуловителей. Создание композиционного полимерного материала, эксплуатируемого в зоне коронного разряда. Определение оптимальных условий работы и внедрение в промышленную практику надежных в эксплуатации и высокоэффективных механических и электростатических туманоуловителей.
Эти цели достигались комплексным решением следующего круга задач:
• углубленного анализа процессов, происходящих при осаждении взвешенных частиц (капель) — механизмов осаждения;
• обобщения экспериментальных данных по аэрои гидродинамике, электростатике и эффективности осаждения капель в ю туманоуловителяханализа факторов воздействия коронного и искрового разрядов на композиционный полимерный материал, формулирования требований к фильтровальным материалам туманоуловителей;
• выявления закономерностей управления характеристиками композиционных полимерных материалов, основанных на принципах формирования структур этих материалов для условий применения в туманоуловителях;
• реализации полученных технических решений в виде новых перспективных конструкций туманоуловителей, успешно осваиваемых промышленностью.
В основу теоретических и прикладных исследований положены закономерности аэрогидродинамики, механики аэрозолей, формирования структур композиционных полимерных материалов, которые в сочетании с экспериментально-статистическими методами обработки данных исследований обеспечивают получение представительных и устойчиво воспроизводимых результатов.
Научная новизна. Предложены: общая классификация туманоуловителей, основанная на способе их действия, и классификация непосредственно волокнистых туманоуловителей. Обобщены данные по гидродинамике волокнистых (механических) туманоуловителей и предложены зависимости для инженерного расчета их гидравлического сопротивления. Рассмотрены основные механизмы осаждения взвешенных жидких частиц (капель) в туманоуловителях и определены характеризующие их параметры.
Получены выражения для определения эффективности осаждения капель в механических и электростатических туманоуловителях, послужившие основой для разработки методов их инженерного расчета.
Сформулированы критерии работоспособности композиционных полимерных материалов в условиях коронного и искрового разрядов в электростатических туманоуловителях, разработан композиционный полимерный материал для коронирующих электродов электростатических туманоуловителей.
Предложены новые патентнозащищенные электростатические полимерные туманоуловители, использующие коронирующие электроды с.
11 полимерными зубьями, выполняющими функции фиксированных точек коронирования, в которых плотность тока в 1000 раз выше, чем на соответствующей поверхности осадительного электрода, находящегося под постоянным действием коронного разряда.
Разработаны методологические основы дисперсного анализа взвешенных жидких частиц (капель) в газовом потоке.
На защиту выносятся:
— научно-технические основы процесса очистки газов от взвешенных жидких частиц (капель);
— принципиальная разработка новых способов определения и повышения эффективности электростатических туманоуловителей (электрофильтров), в частности, полимерныхметоды расчета осаждения капель в механических и электростатических туманоуловителях;
— состав композита для изготовления полимерных осадительных и коронирующих электродов, обеспечивающего высокую надежность и работоспособность электростатических туманоуловителей в условиях химически агрессивной средыконструкции перспективных аппаратов механической и электростатической очистки газов от капель тумановрезультаты внедрения механических и электростатических туманоуловителей в различные отрасли промышленности.
Практическая ценность. Разработан и внедрен в промышленность целый ряд механических и электростатических туманоуловителей и систем очистки газов, базирующихся на их использовании.
Под научным руководством автора разработана техническая документация на механические и электростатические туманоуловители в виде типоразмерных рядов, охватывающих значительный диапазон производительности аппаратов по очищаемым газам.
Результатами проведенных исследований, оформленными в виде регламентов и рекомендаций на проектирование, широко пользуются проект ные институты: Гипрогазоочистка, НИИОГАЗ-Проект, АО НПО «Техэнергохимпром», Гипрохим, ГипроНИИАвтопром,.
Уралцветметгазоочистка.
На основе полученных при проведении работы экспериментальных данных, теоретических обобщений, конструктивных решений, методов расчета происходит все нарастающее внедрение в различные отрасли промышленности и системы аспирации новых высокоэффективных, надежных в эксплуатации в условиях химически агрессивной среды, экономичных туманоуловителей.
Отдельные аспекты работы систематически используются в практике работы высших учебных заведений — Московском государственном университете инженерной экологии, Российском химико-технологическом университете им. Д. И. Менделеева, Московском государственном институте стали и сплавов, Воронежской государственной технологической академии, Воронежской государственной архитектурно-строительной академии, Российском государственном университете нефти и газа им. И. М. Губкина.
Материалы диссертации использованы при проведении совместных работ с ОАО «НИИОГАЗ» германской фирмой «Lurgi Apparate-Technik GmbH», являющейся одним из основных производителей электрофильтров в мире.
Личный вклад соискателя состоит в. создании классификации туманоуловителей, в обобщении экспериментальных и промышленных данных по гидродинамике волокнистых туманоуловителей, в анализе результатов работ по интенсификации зарядки и осаждения взвешенных частиц (капель) в электрофильтрах, эффективности и надежности разработанного композиционного полимерного материала в зоне коронного разряда этих аппаратов.
Соискателем разработаны аналитические методы и расчетные зависимости для оценки гидравлического сопротивления волокнистых туманоуловителей, эффективности осаждения капель в волокнистых и электростатических туманоуловителяхсформулированы технические приципы конструирования композиционных полимерных материалов для различных условий применения в электростатических туманоуловителях, подтвержденные целым рядом патентов и авторских свидетельствпод научным руководством соискателя разработаны конструкции и внедрены в промышленность туманоуловители, обеспечивающие реализацию исходной задачи работы.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации доложены на Международном аэрозольном симпозиуме (г. Москва, 2−5 декабря 1996 г.) — на научно-технической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов» (г. Севастополь, 3−6 июня 1997 г.), на 8-ой международной научной конференции по электростатике (г. Пуатье, Франция, 4−6 июня 1997 г.) — на научно-технических конференциях «Проблемы экополиса» (г. Барселона-Мадрид, Испания, 28.03−05.04.1998 г.) — «Экология городов» (о. Родос, Греция, 8−12 июня 1998 г.) — «Газоочистка-98: экология и технология» (г. Хургада, Египет, 14−21.Х1.1998 г.) — на научно-технической конференции в МГУИЭ (г. Москва, январь 1999 г.) — на научно-практическом семинаре «Технические меры снижения негативного влияния объектов промышленного и коммунального хозяйства на окружающую среду» (г. Копенгаген, Дания, 2−8.12.1999 г.) — на Международной научно-практической конференции «Экология энергетики-2000» (Москва, 18−20 октября 2000 г.) — на круглом столе «Экология и город» в рамках III сессии Международной конференции «Эволюция инфосферы» (г. Москва, 28 февраля 2001 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Коррозионностойкие сплавы и неметаллические материалы в газоочистной технике. М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1982, 53 с. (совместно с Г. К. Лебедюком, А. А. Шевченко, С.А.Меликсетяном).
2. Улавливание туманов кислот в различных отраслях промышленности. М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1984, 18 с. (совместно с Б.И.Мягковым).
3. Волокнистые туманобрызгоуловители. Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. М., ВИНИТИ, 2000, N1, с.25−65 (совместно с А. Ю. Вальдбергом и И.Г.Каменщиковым).
4. Современные тенденции в развитии техники электростатического осаждения капель тумана. Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. М., ВИНИТИ, 2000, N4, с.39−66.
По теме диссертации опубликовано 38 статей и тезисов докладов, получено 50 авторских свидетельств и патентов.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ К РАБОТЕ.
1. Обоснована необходимость разработки методов расчета и 1роектирования аппаратов, обеспечивающих эффективное улавливание: одержащихся в промышленных и аспирационных выбросах жидких ззвешенных частиц (капель туманов).
2. Показано, что технические решения по разработке конструкций надежных в эксплуатации туманоуловителей в большинстве случаев связаны с необходимостью их коррозионной защиты или, что более перспективно, с применением полимерных материалов, стойких в химически агрессивных средах.
3. Обобщены и развиты научно-технические закономерности осаждения взвешенных жидких частиц — капель в механических и электростатических каплеуловителях.
На основании анализа механизмов осаждения взвешенных частиц определены параметры, влияние которых является доминирующим при улавливании высокодисперсной жидкой фазы.
Показано, что подобными механизмами являются инерционный и электростатический при размерах частиц крупнее 0,5 мкм и диффузионный при размерах частиц меньше 0,5 мкм. В связи с этим для улавливания субмикронных капель размером до 0,5 мкм рекомендовано применять низкоскоростные волокнистые фильтры, а для улавливания капель крупнее 0,5 мкм высокоскоростные волокнистые фильтры и электрофильтры.
Установлено, что при инерционном осаждении капель наименьшие энергетические затраты на процесс очистки характерны для высокоскоростных волокнистых фильтров.
4. Предложена общая классификация туманоуловителей, а также классификация волокнистых туманоуловителей, положенная в основу ГОСТ Р 50 821−95 «Туманоуловители волокнистые. Типы и основные параметры» .
Заработанные классификации являются исходным материалом для дальнейших исследований в направлении создания новых перспективных сонструкций туманоуловителей.
5. Разработаны методологические основы дисперсного анализа капель в лазовом потоке (в промышленных условиях).
Предложенные методы, основанные на применении струйных дмпакторов, позволяют проводить дисперсный анализ капель при:
— одновременном присутствии в газовом потоке твердых и жидких взвешенных частиц;
— наличии капель, образующихся за счет действия различных механизмов (конденсационного и механического);
— образовании капель в процессе охлаждения насыщенных газов, содержащих как конденсирующиеся пары кислот, так и крупные капли механического происхождения.
6. Обобщены данные по гидродинамике волокнистых туманоуловителей, уточнены оптимальные режимы их работы и предложены формулы для расчета их гидравлического сопротивления.
7. Подтверждена возможность вероятностного метода расчета эффективности высокоскоростных волокнистых фильтров различного конструктивного исполнения, что объясняется доминирующей ролью инерционного механизма осаждения в туманоуловителях этого типа.
8. Предложен метод расчета эффективности низкоскоростных волокнистых фильтров. Метод основан на преобладании диффузионного механизма осаждения, приобретающего решающее значение при скоростях фильтрации порядка 1−2 см/с и ниже.
226 Предложены технические решения, базирующиеся на организации в юлокнистых фильтрах по стадийной очистки газов. Подобный подход юзволил разработать конструкции волокнистых фильтров для очистки лазов, содержащих помимо капель взвешенные твердые вещества и газообразные вредности, т. е. обеспечить комплексную очистку газов.
10. Определена и апробирована в промышленных условиях оптимальная полимерная композиция для осадительных и коронирующих электродов, 5азирующаяся на полипропиленовой основе.
Благодаря введению наполнителей (ацетиленовой сажи, графита, этилен-пропиленового каучука и др.) композиционный материал приобрел высокие электротеплопроводящие свойства, отличается значительной механической прочностью, стойкостью к низким температурам окружающего воздуха. Высокая гидрофобность предложенного материала обеспечивает резкое снижение шламовых отложений на его поверхности.
11. Разработаны и апробированы на экспериментальных стендах и в промышленности новые оригинальные конструкции полимерных коронирующих и осадительных электродов, обеспечивающие надежность, работоспособность и высокую эффективность работы мокрых электростатических туманоуловителей в условиях химически агрессивной среды.
Зубчатый коронирующий электрод, выполненный из полимерного композита, способен устойчиво работать в зоне постоянного действия коронного разряда. Осадительный электрод изготавливается в виде полимерного универсального модульного элемента с ребрами жесткости в виде трубок (каналов), что исключает возможность коробления материала и позволяет обеспечивать жесткие допуски электродных систем, существенно повышающие эффективность очистки газов.
Разработанная конструкция позволяет создавать различные варианты оформления осадительной системы в виде моноблоков (рис.6) и защищена патентом.
12. Предложен новый принцип расчета полимерных электрофильтров, основанный на регулировке напряжения в электрофильтре по максимальной величине произведения иа.иср. Промышленные исследования показали, что подобный подход позволяет повысить эффективность улавливания взвешенных частиц в 10 раз.
13. Разработаны и внедрены в промышленность эффективные и надежные в эксплуатации волокнистые туманоуловители.
Фильтры представляют собой типоразмерные ряды, рассчитанные на широкий диапазон нагрузки по очищаемым газам: ФВГ-М-Н от 3000 до 60 000 м3/чФВГ-П-Н от 3000 до 30 000 м3/чСНАН-Ц от 3000 до 30 000 м3/чСННК от 5000 до 40 000 м3/ч.
Вышеперечисленные фильтры успешно эксплуатируются в различных отраслях промышленности и обеспечивают высокую эффективность улавливания капель туманов и растворимых солевых аэрозольных частиц, а аппарат СННК — комплексную очистку газов как от взвешенных частиц, так и от газообразных вредностей.
Аппараты оснащены отечественными фильтровальными материалами из полипропиленовых волокон, по своим техническим характеристикам ничем не уступающими более дорогостоящим зарубежным образцам.
Разработанные конструкции брызгоуловителей с использованием отечественной полипропиленовой сетки показали высокую эффективность каплеулавливания и успешно применяются для замены выходящих из строя импортных устройств (сернокислотное производство Рязанского нефтеперегонного завода).
14. Широко внедряются в промышленную практику полимерные электрофильтры, успешно эксплуатирующиеся на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, цветной металлургии и др.
Список литературы
- Российская экологическая газета «Зеленый мир» (специальный выпуск), 1998, N25 (289), 32 с.
- Уайтлоу-Грэй и Патерсон. Дым. Исследования в области аэродисперсных систем. М.-А., ОНТИ, 1934, 172 с.
- Амелин А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара. М., Химия, 1972, 304 с.
- Фукс H.A. Механика аэрозолей. М., Изд-во АН СССР, 1955, 352 с.
- Фукс H.A. Испарение и рост капель в газообразной среде. М., Изв. АН СССР, 1958, 92 с.
- Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М., Физматгиз, 1959, 700 с.
- Кутателадзе С.С., Стырикович МЛ. Гидродинамика газожидкостных систем. М., Энергия, 1976, 296 с.
- Приходько В.П. Принципы расчета и конструирования прямоточных центробежных аппаратов со статическими завихрителями. Докторская диссертация. М., МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1989.
- Ужов В.Н., Мягков Б. И. Очистка промышленных газов фильтрами.М., Химия, 1970, 320 с.
- Фукс H.A., Сутугин А. Г. Высокодисперные аэрозоли. М., ВИНИТИ, 1969, 84 с.
- Ужов В.Н., Вальдберг А. Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами. М., Химия, 1972, 248 с.
- Вальдберг А.Ю., Исянов A.M., Яламов Ю. И. Теоретические основы охраны атмосферного воздуха от загрязнения промышленными аэрозолями. Санкт-Петербург, МП «НИИОГАЗ-Фильтр» -С.Пб. ГТУ РП, 1993, 235 с.230
- Ужов В.Н., Вальдберг А. Ю., Мягков Б. И., Решидов И. К. Очистка промышленных газов от пыли. М., Химия, 1981, 392 с.
- Распыливающие устройства в аппаратах газоочистки.
- Авт.: Г. К. Лебедюк, В. С. Галустов, Ю. В. Ковалевский. Обзорная информация, ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтмаш, 1976, 52 с.
- Вальдберг А.Ю., Савицкая Н. М. Обобщенная оценка дисперсного распыла гидравлических форсунок. Теор. основы хим.технологии, 1989, т.23. N5, с.689−692.
- Вальдберг А.Ю., Савицкая Н. М., Ковалевский Ю. В. Форсуночный подвод жидкости в аппараты и системы очистки газов. Обзорная информация ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1990, 28 с.
- Справочник по пыле- и золоулавливанию. Под общ.ред.А. А. Русанова. М., Энергоатомиздат, 1983, 312 с.
- LefebvreA.H. Atomisation and Sprey Technology, 1987, v.3, N1, p.37−51.
- Вальдберг А.Ю., Савицкая Н. М. Пневматическая форсунка для тонкого распыла жидкости. Хим. и нефтегазовое машиностроени, 1998, № 5, с. 29−31.
- Jasuia A.K. Atomisation of crude and residual fuel oils. ASME, Paper 78/GT/83, presented at ASME. Gas Turbine Conference, London, April, 1978.
- ВитманА.А., Кацнельсон Б. Д., Палеев И. И. Распыливание жидкостей форсунками. М., Госэнергоиздат, 1962, 264 с.
- Пажи Д.Г., Галустов B.C. Основы техники распыливания жидкостей. М., Химия, 1984, 256 с.
- Вальдберг А.Ю., Исянов A.M., Тарат Э. Я. Технология пылеулавливания. А., Машиностроение, 1985, 192 с.231
- О влиянии аэрозоля лакокрасочного материала на работоспособность рекуперативного теплообменника. Авт.: А. А. Евстропов, И. А. Белянкин, А. А. Квасов и др. Лакокрасочные материалы и их применение. 1987, N2, с.69−71.
- Nukiyama S, TanasawaY. Experiments on the atomisation of liquids in an airstream. Trans.Soc.Mech.Engng, Japan, 1939, v.5, p.68−75.
- Stearman F, Williamson G.G. In. Gas Purification Process. Ed. By G.Nonhebel. London, Newns-Butterworth, 1972, p.564−577.
- Мягков Б.И., Каменщиков И. Г., Резник Ф. Б. Очистка воздуха от гальванических ванн. Обзорная информация, ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1978, 48 с.
- Каплеуловители и их применение в газоочистке. Авт.: Г. К. Лебедюк, А. Ю. Вальдберг, М. П. Громова и др. Обзорная информация, ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1974, 64 с.
- Экологические требования к установкам очистки газов. Методическое пособие. Минприроды России, Санкт-Петербург, 1996,58 с.
- Пылеулавливание в металлургии. Справочник. Под ред. А. А. Гурвица. М., Металлургия, 1984, 336 с.
- Старк С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии. М., Металлургия, 1977, 328 с.
- Амелин А.Г. Технология серной кислоты. М., Химия, 1983, 360 с.
- Абсорбция и пылеулавливание в производстве минеральных удобрений. Под ред. И. П. Мухленова и О. С. Ковалева. М., Химия, 1987, 208 с.
- Постников H.H. Термическая фосфорная кислота. М., Химия, 1970, 304 с.
- Очистка газов в производстве фосфора и фосфорных удобрений. Под ред. Э. Я. Тарата. А., Химия, 1979, 208 с.
- Балабеков О.С., Балтабаев Л. Ш. Очистка газов в химической промышленности. М., Химия, 1991, 256 с.
- Мягков Б.И., Попов С. А. Очистка воздуха от масляного тумана на металлообрабатывающих предприятиях. Обзорная информация, ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1981, 34 с.
- ГОСТ 17.2.4.06−90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.
- ГОСТ 17.2.4.07−90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.
- Ю. ГОСТ 17.2.4.08−90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения влажности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.
- ГОСТ 17.2.4.01−80 Охрана природы. Атмосфера. Метод определения величины каплеуноса после мокрых газоочистных аппаратов.
- ГОСТ Р 50 820−95 Оборудование газоочистное и пылеулавливающее. Методы определения запыленности газопылевых потоков.
- СНиП Ш-Г. 10.12−66. Оборудование очистки газов. Правила производства и приема монтажных работ.М., Госстрой СССР, 1967, 19 с.
- Вальдберг А.Ю., Кирсанова Н. С. Метод расчета центробежных пылеуловителей. «Хим. и нефтяное машиностр.», 1985, N4, с. 35.
- Сб. методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Л., Гидрометеоиздат, 1987, 272 с.
- ГОСТ Р 50 821−95 Туманоуловители волокнистые. Типы и основные параметры. Требования безопасности. Методы испытаний. М., ИПК, изд- во стандартов, 1996, 12 с.233
- Кирш Е.В., Мягков Б. И., Кишкарев В. А. Исследование процесса фильтрации аэрозолей волокнистыми фильтрами с предварительной зарядкой частиц. Пром. и санит. очистка газов, 1972, N6, с.8−10.
- Вальдберг А.Ю., Данилин В. В., Кирш Е. В., Янковский С. С. Сухие и мокрые методы очистки газов с предварительной зарядкой частиц пыли.Обзорная информация ХМ-14,М, ЦИНТИХимнефтемаш, 1983, 36 с.
- Заявка N2−8767 (Япония), МКИ В01Д 63/04. Курита Кыё К. К. Устройство крепления элементов на основе полых волокон в сепараторе с мембраной на основе полых волокон. Публикация 27.02.90 N2−220.
- Авт.свид.Ы 1 417 278 Фильтровальный материал. Авт.: С. И. Ааптев и др.
- Ав^.свид.И 1 437 076 Фильтровальный материал. Авт.: В. П. Мишта и др. Бюл. N42, 1987.
- Авт.свид^ 1 438 825 Фильтровальный материал. Авт.: В. П. Мишта и др. Бюл. N43, 1988.
- Авт.свид^1 489 809 Устройство для очистки газов. Авт.: И. Н. Бараш и др. Бюл. N24, 1989.
- Авт.свид^ 1 212 496 Иглопробивной фильтровальный материал. Авт.: Ю. В. Абросимов и др. Бюл. N7, 1986.
- Заявка N62−56 770. МКИ 4 ВО 1Д 39/20, 46/10, 46/52. Мацусита дэнки сангё К. К. Газовый фильтр на основе волокнистой керамики для очистки отходящих газов. Публикация 27.11.82, N2−1420.
- Авт. свид. N1641400 Способ изготовления тканного фильтровального элемента. Авт.: Р. Ф. Витковская и др. Бюл. N14,1991.
- Авт.свид^ 1 428 426 Композиционный фильтровальный материал для тонкой очистки газов и жидкостей. Авт.: Г. П. Павлихин и др. Бюл. N37, 1988.
- Заявка N264061 (Польша). МКИ 4 ВО 1 Д. Очистной фильтр адсорбционного типа. Публикация 27.10.88, N22.
- Патент N1983192 (США). МКИ ВО/Д 53/04. Тканевый листовой фильтр. Публикация 08.01.92, ml 122 N22.
- Заявка N0336882 (ЕПВ). МКИ ВО/Д 58/36. Каталитический фильтр, Способ его изготовления и способ обработки отработавшего газа. Публикация 11.10.89, N41.
- Заявка N0398752 (ЕПВ). МКИ В0/Д 53/36. Катализатор восстановления оксидов азота. Публикация 22.11.90, N47.
- Заявка N0387394 (ЕПВ). МКИ ВО/Д 53/36. Способ изготовления фильтрующего или катализаторного тела.
- Вальдберг А.Ю. Расчет гидравлического сопротивления насадочных скрубберов. Хим. и нефт. машиностр., 1996, N1, с.52−55.
- Davies C.N. Air Filtration. London-New York, Academic Press, 1973,172 p.
- Sullivan R., Hertel К. Advances in Colloid Science, 1942, v. l, N4, p.37−80.
- Langmuir J. The Collected Works, London, 1961, v.10, p.394.
- Ergun S. Chem. Engng. Progr., 1952, v.48, p.89−94.
- Whitby K.T. ASHRAF, 1965, v.7, N9, p.56−64.
- Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. M., Машиностроение, 1975, 559 с.
- Тарат Э.Я., Вальдберг А. Ю. К вопросу выбора коэффициента местного сопротивления решеток пенных аппаратов. ЖПХ, 1968, т.41, N9, с. 1983−1987.
- Вальдберг А.Ю., Крайнов Н. В., Савенков Н. В., Савицкая Н. М. Расчет эффективности высокоскоростных волокнистых фильтров. Теоретические основы хим. технол., 1994, т.28, N2, с.164−166.235
- Гухман A.A. Введение в теорию подобия. М., Высшая школа, 1963, 254 с.
- Вальдберг А.Ю., Кирсанова Н. С. Метод расчета эффективности механических пылеуловителей по энергозатратам. Теор. осн. хим. технол., 1992, т.26, N1, с. 145−147.
- Вальдберг А.Ю., Кирсанова Н. С. Исследование осаждения взвешенных частиц в противоточном насадочном скруббере. Теор.осн.хим.технол., 1994, т.28, N6, с.652−655.
- Каталог газоочистного оборудования. С.-Петербург, ЦОЭК при Госкомэкологии РФ, 1997, 232 с.
- Рамм В.М. Абсорбция газов. М., Химия, 1976, 656 с.
- Рекомендации по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно-допустимых выбросов в атмосферу (ПДВ) для предприятия. М., Госкомприроды СССР, 1989, 42 с.
- Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М., Стройиздат, 1981, 296с.
- Проспект НПП «Экоюрос Венто», г. Санкт-Петербург, 16 с.
- Гоник А.Е., Жуков H.H., Маркин В. И. Электростатические фильтры для очистки воздуха от субмикронных частиц. В сб. «Решение экологических проблем г. Москвы в рамках программы «Конверсия-городу». М., ВИМИ, 1994, с.206−209.
- Коррозионностойкие сплавы и неметаллические материалы в газоочистной технике. Авт.: А. А. Мошкин, Г. К. Лебедюк, А. А. Шевченко и др. Промышленная и санитарная очистка газов. Сер. ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1982, 54 с.
- Мягков Б.И., Мошкин A.A. Улавливание туманов кислот в различных отраслях промышленности. Промышленная и санитарная очистка газов. Сер. ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1984, 18 с.236
- Меликсетян С.А., Мошкин А. А., Еремина Л. В., Удалова В. И. Применение пластмасс и других неметаллических материалов для изготовления газоочистного оборудования. Экспресс-информ. Сер. ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1984, N1, 6 с.
- И-. Коррозионностойкий конструкционный полимербетон ФАМ для изготовления сернокислотного электрофильтра. Авт.: В. И. Удалова, С. А. Меликсетян, А. А. Шевченко и др. Промышленная и санитарная очистка газов. 1983, N2, с. 4−5.
- Jaros W.E. Pollution Engineering, 1982, N6, р.34−35.36. Патент ФРГ N2919989.
- А.С. N967516 (СССР). Электрофильтр/А.А.Мошкин и др. Опубл. Вэюлл. «Открытия. Изобретения. Промышл.».
- Исследование и внедрение материала на основе полипропилена для изготовления осадительных электродов электрофильтров. Авт.: А. П. Лесото, А. А. Мошкин, А. М. Белевицкий и др. Промышленная и санитарная очистка газов. 1983, N2, с.5−6.
- Полунин И.П., Мошкин А. А., Пикулина Н. Л., Спивак Н. А. Электрофильтры с полимерными коронирующими электродами. Цветная металлургия, 1989, N1, с.46−48.
- Gui V.E. Structure and Proporties as Contacting polymor Composites VFP. Utrecht, The Netherlands, 1996, 210 p.
- Липатов Ю.С. Физико-химические основы нанесения полимеров. M., Химия, 1991, 260 с.
- Иванюков Л.В., Фридман М. Л. Полипропилен (свойства и применение). М., Химия, 1974, 240 с.
- Справочник «Химические добавки к полимерам». Авт.: И. П. Маслова, К. А. Золотарева, М. А. Глазунова и др.М., Химия, 1973, 271 с.