Главная » 2014 » Сентябрь » 27 » Скачать Совершенствование систем пылегазоочистки выбросов стекловарочных цехов. Лукин, Петр Александрович бесплатно
5:31 AM
Скачать Совершенствование систем пылегазоочистки выбросов стекловарочных цехов. Лукин, Петр Александрович бесплатно
Совершенствование систем пылегазоочистки выбросов стекловарочных цехов
Диссертация
Автор: Лукин, Петр Александрович
Название: Совершенствование систем пылегазоочистки выбросов стекловарочных цехов
Справка: Лукин, Петр Александрович. Совершенствование систем пылегазоочистки выбросов стекловарочных цехов : диссертация кандидата технических наук : 05.23.03, 03.00.16 / Лукин Петр Александрович; [Место защиты: Волгогр. гос. архитектур.-строит. ун-т] Волгоград, 2007 132 c. : 61 07-5/4543
Объем: 132 стр.
Информация: Волгоград, 2007
Содержание:
ВВЕДЕНР1Е
Глава
I СОСТОЯНИЕ ВОНРОСА ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ВЫБРОСАМИ СТЕКОЛЬНЫХ ЗАВОДОВ
11 Особенности онераций технологического процесса стекольных нроизводств
12 Источники образования вредных выделений нри производстве стекла
13 Физико-химические и технические особенности процесса стекловарения в формировании состава и объема вредных выделений
14 Характеристика состава и основных свойств вентиляционно-технологических выбросов стекловарочных цехов
15 Оценка современных средств пылегазоулавливания применительно к условиям очистки выбросов стекловарочных цехов
Выводы по главе
Глава
II ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕАЛИЗАЦИИ НРОЦЕССА КОМНЛЕКСНОЙ ПЫЛЕГАЗООЧИСТКИ ВЫБРОСОВ СТЕКЛ0ВАР0ЧНБ1Х ЦЕХОВ
21 Обобщение условий формирования модели технологического процесса комплексной пылегазоочистки
22 Ностроение структурной схемы процесса комплексной пылегазоочистки на основе канельного и пенного режимов контакта
23 Определение функционально эффективных свойств рабочей жидкости для капельной и пенной стадий очистки
24 Аналитическое описание механизма пылеулавливания на стадии капельного режима контакта рабочих сред
25 Оценка эффективности абсорбции газовых примесей на стадии пенного режима контакта рабочих сред 62
Выводы по главе
Глава
III ЭКСНЕРИМЕНТАЛЬНБШ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КОМНЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ НЕОДНОРОДНОГО ВБ1БР0СА НРИ КАНЕЛБНОМ И ПЕННОМ КОНТАКТЕ С ЖИДКИМ ПОГЛОТИТЕЛЕМ
31 Аппаратурный состав и основные характеристики экспериментального стенда
32 Методика проведения экснериментов
321 Оценка гидродинамических характеристик
322 Исследование процессов пылеулавливания
323 Исследование процессов абсорбции газовых примесей
324 Планирование и оценка достоверности экспериментов
33 Гидродинамические характеристики работы газоочистной установки
331 Гидродинамические характеристики формирования воднокапельной дисперсии
332 Гидродинамические характеристики пенодинамического слоя ТБФ
4 Закономерности пылеулавливания в капельно-водной дисперсии
35 Эффективность процессов абсорбционной очистки выбросов от кислых газов на примере диоксида серы и азота
Выводы по главе
Глава
IV ИНЖЕНЕРНЫЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ СТЕКЛОВАРОЧНЫХ ЦЕХОВ В УСТАНОВКАХ С КАПЕЛЬНЫМ И ПЕННЫМ КОНТАКТОМ ФАЗ
41 Обобщение принципов структурно-компоновочной унификации установки комплексной пылегазоочистки
42 Обоснование схемы модульного исполнения установки комплексной газоочистки
43 Управление режимными параметрами процессов комплексной пылегазоочистки
44 Условия оптимизации режимных параметров процессов комплексной пылегазоочистки
45 Аппаратурно-технологическая реализация процессов комплексной очистки пылегазовых выбросов стекловарочных цехов
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение:
Актуальность проблемы. Стекло, наряду с металлом и бетоном, является наиболее распространенным видом конструкционных материалов, который широко используется в строительной отрасли, машиностроении, приборостроении, транснортном строительстве, химической и пищевой промышленности [47]. Производство стекла и продукции из него является одной из наиболее развитых отраслей промышленности. Техногенная особенность его технологии состоит в носледовательном осуществлении ряда экологически онасных по составу и объему выбросов процессов измельчения, просева, сушки ряда сыпучих материалов, подготовки на их основе шихты и ее термической переработки в стекловарочных печах. В ходе этих процессов образуется значительное количество пылей и газов, локализация и отвод которых от источников образования в атмосферу осуществляется системами местной вытяжной вентиляции. Для очистки выбросов в атмосферу носледние оснащаются установками газопылеулавливания, которые в больщинстве своем осуществляют лищь селективное пылеулавливание, с последующим рассеиванием газовых компонентов выбросов в атмосфере. Тенденция к увеличению производства стекла и стекольной нродукций, а также возросшие требования к санитарно-гигиеническим условиям внутрицеховой атмосферы и воздушного бассейна прилегающих городских территорий, вызывают необходимость изучения механизмов влияния технологических и эксплуатационных факторов формирования выбросов стекольных производств на эффективность работы систем вентиляции и газопылеочистки. Анализ состояния качества воздушной среды производственных помещений в районах размещения стекольных производств показывает, что санитарногигиенические условия труда и стенень защиты атмосферы от загрязнений в большинстве случаев не отвечает нормативным требованиям. Концентрации газов и пыли, как в воздухе рабочей зоны, так и на промплощадках предприятий значительно превышают предельно допустимые. Одной из онределяющих причин такого положепия является несоответствие функционально-технологических характеристик применяемого газопылеулавливающего оборудования локализующей вентиляции особенностям выделения и составу вредных выбросов данных производств.Согласно результатам обследования, в состав выбросов стекольных производств, помимо пылей, входят также оксиды серы, азота, углерода. Тем самым, данные выбросы следует рассматривать как неоднородные многокомпонентные смеси, газообразные составляющие которых по концентрации и степени воздействия следует отнести к целевым компонентам при проектировании и устройстве систем газоочистки. Из оценки функциональных возможностей газоочистного оборудования для очистки таких выбросов наиболее перснективными представляются мокрые методы, реализуемые в интенсивных аппаратах с самоорошением очищаемого потока. Такие аппараты (циклоннопенные, пенновихревые, вихреинжекционные) позволяют осуществлять комплексную очистку многокомпонентных выбросов, посредством варьирования режимных параметров очистки в зависимости от свойств извлекаемых компонентов. Ьрименительно к условиям стекольного производства это дает возможность учесть специфические особенности реализации процессов очистки, обусловленные наличием в выбросах компонентов с выраженными коррозионными свойствами и высокой токсичностью. Совершенствование систем мокрой газоочистки тесно связано с изучением закономерностей массообменных процессов в зависимости от условий формирования межфазной поверхности контакта очищаемой и нейтрализуемой сред и свойств жидкой поглотительной среды. При этом выделяются два доминирующих фактора гидродинамические особенности перемещнвания фаз контактирующих сред в зоне контакта и сорбционные свойства поглотительного раствора. Первый влияет на развитие величины: контактной поверхности, условия межфазного обмена, интенсивность смены контактирующих сред в объеме газожидкостной системы. Вторым определяется скорость и степень извлечения целевого компонента из газовой фазы, то есть эффективность работы пыле и газоулавливающего оборудования. Повыщение степени развития контактной поверхности газожидкостной системы, в первую очередь, может быть достигнуто за счет конструктивных особенностей оформления контактного узла и варьирования скорости потока очищаемого газа в зоне его взаимодействия с жидкостью. В свою очередь, эффект улавливания целевого компонента определяется степенью соответствия свойств поглотителя реализуемым режимным условиям извлечения целевого компонента.Цель работы состоит в совершенствовании мокрой комплексной очистки пылегазовых выбросов стекловарочных цехов стекольных производств посредством повышения степени селективного поглощения твердофазных и газовых компонентов в эффективном режиме канельного и пенного контакта очищаемого потока с оптимизированным поглотителем. В соответствии с этой целью основными задачами работы являлись: теоретическое обоснование аппаратурно-режимной модели контакта и вида поглотителя, оптимизированных из условия возможности комплексного извлечения твердофазных и газообразных компонентов неоднородного выброса; экспериментальное исследование закономерностей извлечения твердофазных и газообразных компонентов неоднородного выброса в режимах его контакта с жидким поглотителем, оптимизированных из условия эффективности их селективного извлечения; определение на основе экспериментальных исследований энергетически рациональных гидродинамических условий формирования функционально эффективной структуры контактной поверхности для селективного извлечения твердофазных и газообразных компонентов, как стадий процесса комплексной очистки; совершенствование режимно-технологических характеристик поглощения твердофазных и газовых компонентов в последовательно реализуемых режимах капельного и пенного контакта фаз, как стадий процесса комплексной очистки неоднородных (пылегазовых) выбросов стекловарочных цехов; определение условий унификации компоновочной схемы и элементной базы пылегазоочистной установки для оптимизированного осуществления носледовательно реализуемых стадий поглощения твердофазных и газовых компонентов выбросов в капельном и пенном режимах его контакта с жидкими поглотителями; обобщение результатов исследований в форме инженерных решений, обеснечивающих снижение загрязнения воздушной среды в зоне строительства и эксплуатации предприятий стекольной промышленности посредством эффективной комплексной очистки их выбросов от неоднородных загрязняющих компонентов. Основная идея работы состояла в исследовании и определении условий эффективного осуществления процесса комплексной очистки выбросов стекловарочных печей стекольных производств от твердодисперсных (пылевых) и кислых газовых примесей посредством оптимизационного подбора режимов контакта и поглотителей этих компонентов. Методы исследоваппп включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, исследования на лабораторных и опытнопромышленных установках, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа. Достоверность научных положений и выводов обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием числа экспериментов и подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных автором экспериментальных результатов и теоретических исследований, а также результатами обобщения данных других авторов. Научная новнзна работы: теоретически обоснована перспективность использования несмешиваемых жидкостей (воды и трибутилфосфата) в качестве эффективных поглотителей соответственно твердофазных и кислых газовых примесей при комплексной очистке неоднородных (пылегазовых) выбросов стекловарочных цехов стекольных производств; предложены математические модели для описания процесса поглощения в пенодинамическом слое твердофазных и газовых примесей соответственно посредством контакта с капельной поверхностью воды и трибутилфосфата, формируемом в f режиме вихревой инжекции; экспериментально исследованы и обобщены закономерности поглощения твердофазных компонентов (на примере кварцевой пыли) при капельном контакте с водой и газовых примесей (на примере диоксида серы и азота) в пенодинамическом слое трибутилфосфата, формируемом посредством вихревой инжекции поглотительного раствора закрученным потоком очищаемого газа; экспериментально подтверждена удовлетворяющая степень реализации предложенных математических моделей в процессах поглощения твердофазных компонентов и кислых газов соответственно, при последовательно осуществляемом капельном и пенодинамическом контакте очищаемого потока с водой и трибутилфосфатом; получены экспериментальные зависимости, характеризующие энергоэффективные режимно-технологические условия улавливания твердофазных компонентов и газовых примесей водой и поглотительным раствором трибутилфосфата, соответственно в режимах капельного распыления и вихреинжекционного пенообразования; установлено, что достижение удовлетворяющего эффекта улавливания твердофазных компонентов водой и кислых газовых нримесей поглотительным раствором трибутилфосфата может быть реализовано в вихреинжекционных пенных скрубберах посредством варьирования удельного объема распыляемой в очищаемом потоке воды и начального уровня ноглотительного раствора ho трибутилфосфата; сформулированы и обобщены условия модульного аппаратурного оформления процесса комплексной очистки пылегазовых (неоднородных) выбросов стекловарочных цехов применительно к схеме последовательного поглощения твердофазных компонентов капельно распыляемой водой и газовых примесей в пеподинамическом слое трибутилфосфата, формируемом посредством вихревой инжекции. Практическая значимость работы: разработаны унифицированная структурная и технологическая схемы установки модулированного вихреинжекционного пенного скруббера (ВИПС) для очистки выбросов стекловарочных цехов стекольных производств с использованием в качестве поглотителя твердодисперсных компонентов воды и кислых газовых примесей трибутилфосфата; установлена область режимно-технологических параметров эффективпой очистки выбросов стекловарочных цехов стекольных производств в вихреинжекционных пенных скрубберах от кислых газовых примесей поглотительным раствором трибутилфосфата; определены режимно-технологические параметры эффективного поглощения твердофазных (пылевых) компонентов выбросов стекловарочных цехов в условиях капельного контакта с орошаемой водой; разработаны методические основы расчета режимных параметров процесса комплексной очистки выбросов стекловарочных цехов в установках вихреинжекционных пенных скрубберов при использовании в качестве поглотителя твердофазных компонентов воды, а кислых газовых примесей (на примере диоксида серы и азота) трибутилфосфата; разработана и принята к использованию схема аппаратурпого исполнения установок вихреинжекционных пенных скрубберов для комплексной очистки неоднородных пылегазовых выбросов стекловарочных цехов стекольных производств с использованием воды и трибутилфосфата в качестве поглотителя, соответственно твердых и газовых компонентов и получено положительное решение о выдаче патента на изобретение "Способ очистки газов" по заявке № 114183 /15. 2006г. Реализация результатов работы: разработаны и переданы к использованию ЗАО "Камышинский стеклотарный завод" конструкторская документация на изготовление и технологический регламент на эксплуатацию установок вихреинжекционных пенных скрубберов для комплексной очистки неоднородных выбросов от стекловарочных печей; прощла испытания и передана для внедрения ЗАО "Камышинский стеклотарный завод" опытно-промышленная модулированная установка для очистки вентиляционно-технологических выбросов от стекловарочных печей; НПО "Волгоградхимпроект" переданы рекомендации по применению технологии комплексной очистки неоднородных пылегазовых выбросов в вихреинжекционных пенных скрубберах по схеме последовательного поглощения твердофазных компонентов капельно распыляемой водой и газовых примесей в пенодинамическом слое трибутилфосфата; материалы диссертационной работы используются кафедрой ОВЭБ и БЖДвТ ВолгГАСУ в курсах лекций, практических занятиях, а также в дипломном и курсовом проектировании при подготовке инженеров по специальностям "Теплогазоснабжение и вентиляция" и "Инженерная защита окружающей среды". На защиту выносятся: теоретические и экспериментальные результаты исследования закономерностей поглощения твердофазных компонентов (на примере кварцевой пыли) капельно распыляемой водой и кислых газовых примесей (на примере диоксида серы и азота) трибутилфосфатом в пенодинамическом слое, формируемом посредством его вихревой инжекции закрученным потоком очищаемого газа; математические модели описания процессов поглощения твердофазных компонентов капельно распыляемой водой и кислых газовых примесей в пенодинамическом слое трибутилфосфата, формируемом в режиме вихревой инжекции; экспериментальные зависимости, характеризующие эффективные режимнотехнологические условия улавливания твердофазных компонентов и газовых примесей при последовательно осуществляемом капельном и пенодинамическом контакте очищаемого потока соответственно с водой и трибутилфосфатом в вихреинжекционных пенных скрубберах; унифицированная структурно-компоновочная и технологическая схемы модулированной установки вихреинжекционных пенных скрубберов для комплексной очистки неоднородных пылегазовых выбросов стекловарочных цехов стекольных производств посредством контакта твердофазных комнонентов соответственно с капельно распыляемой водой и газовых примесей с трибутилфосфатом в режиме вихреинжекционного пенообразования; методика расчета энергетически эффективных режимных параметров комплексной очистки неоднородных пылегазовых выбросов стекловарочных цехов в вихреинжекционных пенных скрубберах, последовательно реализующих контакт очищаемого потока с канельпо распыляемой водой и трибутилфосфатом в пенодинамическом слое, формируемом посредством вихревой инлекции. Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и нолучили одобрение на научно-технических конференциях "Качество внутреннего воздуха и окружающей среды" (Волгоград, 2004, 2007 г.г.), "Научные концепции повыщения жизненного уровня населения на современном этапе развития России" (Кисловодск, 2005 г.), ежегодных научно-технических конференциях Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (2004-2007 г.). Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертаци I опубликованы в 5 работах. Объем II структура работы. Диссертационная работа состоит из введения четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 119 наименований, и приложений общим объемом 132 страницы, содержит 22 рисунка и 12 таблиц. 10
