• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Рекомендації до вивчення окремих тем дисципліни

3.1.Ключовою проблемою в справі охорони навколишнього середовища єобмеження речовинного забруднення біосфери.

Забруднюючі атмосферу речовини швидко і вільно переносяться в глобаль­ному масштабі, в той же час в атмосфері, як у величезному реакторі створюються умови для різноманітних хімічних перегрупувань речовини. В ході можливих фізико-хімічних перетворень утворюються кінцеві продукти, які випадають шляхом су­хого осаджування або з опадами на поверхню суходолів і водних об'єктів. Таким чином, атмосферні забруднювачі в перетвореному чи первісному вигляді додають забруднення ґрунтам і водам. Подальша міграція речовин або їх складових у тро­фічних ланцюгах і мережах супроводжується багатьма видами небезпечних впли­вів на живі організми Спостереження і моніторинг забруднення біосфери, які вра­ховують, як накопичення за попередній період (XX ст.) так і сучасне надходження, обґрунтовують принцип обмеження і заборони викидання відходів в навколишнє середовище [1, 2, розд. 3.6].

3.2.Речовинні забруднювачі атмосфери поділяються на 2 основні групи: ае­розолі і гази. До аерозолів відносять пил, дими і тумани [3, с. 22]. Шкідливість пилуі вибір засобів для його вилучення з забруднених викидів залежать від його фізико-хімічних властивостей. Середфізичних характеристик, по-перше, розглядаєтьсядисперсний склад [3, с. 23-29; 5, с. 7-17]. Методика дослідження дисперсного
складу (ДС) і його відображення з використанням властивостей імовірнісного роз­поділення дають зручний спосіб визначення різноманітних дисперсій за допомо­гою двох параметрів - медіанного діаметра і стандартного відхилення в функціїрозподілення. На базі такого підходупобудована класифікаційна номограма пилу. якаохоплює реальний діапазон діаметрів частинок пилу штучного(антропо­генного) і природного походження.

Встановлені п'ять класифікаційних груп пилу, яким відповідають п'ять класів пиловловлюючого обладнання [2, с. 166-168; 3, с. 22-35; 4, т.1 с. 169-179; 5, с. 6-12]. Суттєве значення для вибору засобів пиловловлювання мають і інші власти­вості аерозолів: злипання і абразивність частинок, питомий електричний опір шару частинок і здібність до набуття електричних зарядів, змочуваність частинок, поже­жо- та вибухонебезпечність частинок пилу [5, с. 17-29].

Пилові частинки в аерозольних системах знаходяться під впливом масових сил (тяжіння, інерції), гідродинамічних сил (опір руху), дифузійних сил (броунівський рух, термо-, фото- і дифузіофорєз), сил поверхневої взаємодії (адгезія і ауто-гезія) і сил електричної взаємодії [3, с. 38-54; 2, 4, т.1, с. 180-200, 5, с. 5-29]. Явища руху аерозолів під впливом сил різного походження сприяють коагуляції аерозо­лів, їх перетворенню і природному осаджуванню.

3.3. Силові впливи на частинки, які здатні їх зрушити з лінії течії газіоносіїв, використовуються як механізми осадження в різних конструкціях пиловловлювачів [4,с. 201-211].

3.3.1. Осаджування пилових частинок під впливом сил тяжіння технічно ви­значено, коли розглядаються частинки певних розмірів і маси, для яких середньоквадратичне зміщення під впливом сил тяжіння на порядок більше зміщення під впливом дифузійних сил. Ефективність процесу забезпечується за умови достат­нього часу перебування пилових частинок в об'ємі осадження [4, с. 201-202, 451-453, 3, с. 55-59]

3.3.2. Осаджування під впливом сил інерції впрямолінійних потоках роз­глядається як процес, при якому запилений потікпроходить через сітку перешкод.Зустрічну перешкоду (окреме волокно, сітчасте плетіння, кульку, елемент заван­таження перерізу руху тощо) струмені газу вимушені обминати, в той же час, пи­лові частинки згідно з власним часом релаксації

,

(d- діаметр частинки, μ - динамічний коефіцієнт в'язкості, ρ-густина повітря), швидкості потоку і розмірів перешкоди або обминають перешкоду, або сходять з траєкторій обминання і влучають в останню. Ефективність процесу η характеризу­ється розміром очищеної частини перерізу потоку у відношенні до перерізу пере­шкоди. Аналітично η зображають у вигляді функцій η =f(К_р) для різних течій і пе­решкод, де К_p- інерційний параметр [4, с. 202-206; 3, с. 58-65].

3.3.3. Осаджування під впливом дифузії розглядається як процес, в якому зрушення частинок аерозолю з траєкторій газового потоку відбувається під впливом молекулярних сил. До їх числа відносять броунівський оух газових молекул, усереднено-спрямований рух газових молекул в газових сумішах в напрямку від'є­мних градієнтів концентрацій, відбиття молекул газу з різними швидкостями від більш і менш нагрітих поверхонь аерозольних часток. Зміщення частинок аеро­золю визначається за допомогою коефіцієнта дифузії – Д_а. Дифузійне зміщення частинок веде до торкання з поверхнями осадження, а також сприяє коагуляції аерозольних частинок [3, с. 72-75. 4, с. 208-239].

3.3.4. При електростатичному осадженні частинки аерозолю і осаджувальні поверхні, на які осідають частинки, або перешкоди мають протилежні заряди, за­вдяки чому виникає силапритягування. Може бути створено кілька варіантів вини­кнення сил взаємодії:

а)частинки отримують заряди адсорбованих газових іонів і вступають у вза­ємодію з зовнішнім полем напруженості між коронуючим і осаджувальним елект­родами;

б)частинки поляризуються під впливом зовнішнього електричного поля івзаємодіють з ним;

в)заряджені частинки рухаються внаслідок виникнення сили електричноговідображення між ними і незарядженою перешкодою (сферою);

г) надлишковий заряд одного знака внаслідок абсорбації однополярних іонівприводить до розштовхування малих аерозольних частинок і виходу їх на оса­дження;

д)заряджені частинки притягуються до заземленого колектора, який набу­ває заряду шляхом індукції від оточуючих уніполярних частинок [3, с. 86-88, 4, с.209-211].

У практичних умовах використовується, як правило, один з механізмів або їх комбінація.

3.4. Знання хімічних і фізичних властивостей газоподібних забруднювачів дає підставу для розуміння механізмів їх утворення і перетворення в атмосфері, для їх аналітичного визначення і для розробки засобів боротьби з ними і наслідка­ми їх дії. При виборі методів визначення і подавлення суттєве значення має оцінка кількості даної речовини в атмосфері [4, с. 125-126].

До основних забруднюючих речовин відносяться оксиди сірки і азоту, чад­ний газ - СО, летючі органічні сполуки - С_nН_m(VОСs). До інших - сірководень, сполуки поновленої сірки, аміак, галогеноутримуючі гази, фтористий ьодень, хло­ристий водень, вінілхлорид, пари ртуті.

3.4.1. Сполуки сірки займають відчутне місце в переліку забруднювачів ат­мосфери. У США вони відносяться до переліку критичних. SО₂ і SO₃являються при певних умовах домішками димових газів, або отримуються як проміжний і кін­цевий продукти в хімічних виробництвах. Звертають увагу на органолептичні властивості і структуру молекул, яка визначає її полярність (SO₂) або нейтральність (SO₃). Мають значення розчинність, молекулярна масса, температура плавлення, кипіння, критична температура і тиск. Сполуки поновленої сірки з воднем (Н23), з вуглецем (СS, СОS, СS₂) органічні сульфіди, дисульфіди і меркапани (RSR, RS₂R, RSН, де R- алкільні групи), як правило мають різкий неприємний за­пах і здатні в атмосфері до окислювальних реакцій. Реакції спалювання, промис­лові і природні процеси характеризуються ланцюговими послідовностями з утво­ренням побічних летючих продуктів [4, ч.1, с. 126-134).

3.4.2. Забруднювачами атмосфери у викидах можуть бути сполуки азоту, який має валентний стан, як позитивний, так і негативний (від -3 до +6). Найбільшу групу складають оксиди (І) N₂О, N0, диоксид(II) - N0₂, оксид (III) - N₂0₃, оксид (IV) -N₂О₄. Сполуки поновленої форми - аміак NH₃і його похідні аміни типу

де R- алкільна група (органічний радикал). Аміди і амінокислоти - сполуки орга­нічного походження, в які входять – NH₂і - СООН, [4, ч. 1, с. 135-148]. Механізми утворення пов'язані із природним циклом азоту, з спалюванням органічного пали­ва та промисловими процесами. Суттєве значення мають фотолітичні процеси, які відбуваються з участю N₂, N0, О₃, NН₃ і супроводжуються утворенням фотохіміч­ного смогу.

3.4.3. Сполуки вуглецю в атмосфері представлені вуглекислим газом СО₂, метаном СН₄, моноксидом СО, леткими вуглеводнями (VOCs) і пов'язані з природ­ним циклом вуглецю в природі.

У звичайних концентраціях СО₂ і СН₄ не є забруднювачами, проте збіль­шення концентрації С0₂ несе екологічну небезпеку. В тому числі і метан, беручи участь в атмосферних перетвореннях, впливає на вміст в атмосфері СО, СО₂, N0₂ та інших домішок. Відомий кругообіг вуглецю доповнюється характеристикою вмісту С0₂ і СО в окремих частинах біосфери [4, т.1 с. 148-162, 7, с. 10, 11, 39-41]. Баланс утворення і витрати дає для цих газів приріст вмісту в атмосфері. Усвідом­люються основні типи неметанових вуглеводнів, їх властивості і механізми утво­рення забруднень в ході спалювання і промислових процесів (хімічна, нафтопере­робна, металургійна промисловість).

Треба звернути увагу на особливо небезпечні ароматичні вуглеводні (бен­зол), леткі вуглеводні, сполучені з галогенами (вінілхлорид).

3.4.4. Пари ртуті Нgмають фізичні і хімічні властивості, які обумовлюють проникнення в живі організми і їх отруєння [4, т.1 с. 168]. Концентрації в навколи­шньому середовищі пов'язані з промисловою діяльністю і природним циклом.

3.5.Газоочищення являє собою складний технологічний процес. Залежно від фізико-хімічних властивостей забруднювачів використовуються абсорбція, ад­сорбція, конденсація, хімічне перетворення, термічне і термокаталітичне окислен­ня [9, с 5. 135, 209, 238; 4. т.1. с. 213, 294, 310].

З.5.1. Абсорбційне очищення полягає у створенні умов контакту забруднено го викидного повітря (газів) з рідиною, яка виступає в ролі розчинника забруднювача. Залежно від здатності до розчинення використовують водні і неводні систе­ми. Провідною, для розуміння методу кількісного визначення масопереносу є фі­зична модель, в якій між рідиною і газовою фазами знаходиться шар насичення. Шар насичення характеризується рівноважним тиском компоненти, а відповідає константі фазової рівноваги [9, с. 6-9].

Константи типу m_yхбезрозмірні, константа Генрі має розмірність, Па. Маса речовини компоненти, яка переходить з газової фази в рідину, визначається кое­фіцієнтом масопередачі Ку, поверхнею контакту Fі рушійною силою процесу ΔСсер. Рушійна сила визначається в умовах паралельного, перехресного і протите-чійного контактів, як середньо-арифметична, середньо-логарифмічна або серед­ньо-інтегральна величини. Для розрахунку масопередачі використовують методи з використанням об'ємного коефіцієнта масопередачі і кількості одиниць перене­сення, віднесених до концентрацій в газовій і рідинній фазах [9, с. 5-14].

3.5.2. Адсорбція полягає в притягненні і утриманні інших речовин (газів і рі­дин) частинками (атомами, молекулами, іонами) твердої речовини, які знаходяться в поверхневому шарі. Як адсорбенти використовують спеціально підготовлені ре­човини з розвиненою поверхнею: активоване вугілля, силікагель, синтетичні цеолі­ти, алюмогель, відбілюючи і діатомові землі. Рівновага процесу адсорбції характе­ризується ізотермою і ізобарою адсорбції [9, с. 135-154]. Головні показники для розрахунку адсорбції - це адсорбційна ємність (активність) адсорбентів і їхня по­верхня.

Розраховують об'єм адсорбенту за об'ємним коефіцієнтом адсорбції, кількіс­тю одиниць перенесення і витратами парогазової суміші, яка очищається.

Переріз адсорберу підраховують за рекомендованою швидкістю парогазовоїсуміші. Кількість одиниць перенесення визначають за початковою і кінцевою концентраціям адсорбтиву в суміші і за рівноважними концентраціями адсорбату в твердій і адсорбтиву в парогазовій фазах [9, с. 135-207].

3.5.3. Хімічні методи очищення стосуються головним чином оксидів азоту N0_xі оксидів сірки SО_x. Використовуються некаталітичний і каталітичний процеси поновлення азоту сполук типу N0 і N0₂ в результаті домішування аміаку в димові гази при температурі 900... 1000 °С і в реакторах в присутності каталізатора V₂O₅при температурі газів 300 ... 400 °С.

Хімічний спосіб очищення відхідних газів від SО₂ полягає в переведенні га­зоподібної сіркоутримуючої домішки в нерозчинну тверду фазу в реакціях типу.

СаСО₃ + SО₂ àСаSО₃ + СО₂,

СаSО₃ + О₂ àСаSО₄ при t=200...240 °С.

За реагент, крім вапна, викориотовуюгь і вапняк. Крім того. існує хімічни спосіб одночасного вилучення SО₂ і NO в процесі з використанням СuО/СuSО4. Спочатку поглинається оксид сірки SО₂+СuО+О₂ àСuS0₄ при t = 390°С, в другійстадії відбувається поновлення азоту в присутності СuSО₄ [4, ч. 1 с ].

CuSO4

NO+ 2NH₃ à N₂↑+H₂0.

3 5 4. Певнігрупилеткихорганічнихсполук(VOСs), атакожСОможутьбутивилученізатмосферноговикидушляхомїхдопалювання. Обмеженняспособунаступаєпринаявностіувикидігалогенівабоіншихконтамінантів(Р, S), якіпритермічнійобробцідаютьвихідречовинбільштоксичних, ніжвихіднасуміш. Отже, здійснюються реакції окислення:

С_пН_m + О₂ àСО₂ + Н₂О,

СН + О₂ àСО₂.

Ефективність процесу допалювання - η, визначається рівнянням:

,

де А - характеристика турбулентного перемішування суміші;

t- час перебування в камері допалювання; Т_K- температура в камері; Т_B- температура запалювання компонента.

При використанні методу мають місце підвищені витрати теплоти, яку не завжди можна використати. Тому розроблений термокаталітичний метод, при ви­користанні якого процесс здійснюється при знижених температурах. Температура допалювання в присутності каталізатора Рtдля парів органічних розчинників, сти­ролу, фенолу, ацетону складає 200°С, при використанні Рdтемпература процесу складає 38О...4ОО°С.

Існують інші каталізатори. Каталітичні реакції можуть відбу­ватися в трьох областях лімітування процесу: кінетичній, зовнішньо-дифузійній і внутрішньо-дифузійній. Відповідно рушійною силою процесу є або функція концен­трації в суміші, або відповідний показник ефективності дифузії і градієнт концент­рації в напрямку до каталітично-активної поверхні. Каталітична активність визна­чається, як міра прискорення реакції в присутності каталізатора в порівнянні зі звичайними умовами допалювання. [9, с. 209-236, с. 240-255].

3.6. Пиловловлювачі (п.в.) і фільтри. У зведеній таблиці п.в. і фільтрів подані їхні основні типи, галузь використання для певних класифікаційних груп пилу, очі­кувана ефективність і аеродинамічний опір [3, с. 160-162].

3.6.1Механічні пиловловлювачі. Гравітаційніпилоосаджувальні камери, найпростіші за конструктивною схемою, можуть бути одиночними, багатополичними, з єкранами. Послідовні удосконалення конструкції спрямовані на створення умов для осідання дрібних фракцій. Для заданого дисперсного складу ефективність може бути визначена відносно найменшого діаметра частин, які мають умови для осадження [15, с.76-77,86-92; 5, с.51-54]. Інерційні пиловловлювачі, в яких для виведення пилових частин з газового потоку використовується масова сила інер­ції, розроблені для умов прямолінійного і колового руху газів.

Прямолінійний рух запилених газів організований в пиловловлювачах типу ІП, який розроблений в ряді типорозмірів продуктивністю до 18750 м³/год. Продук­том ІП є концентрована аеросуміш, яка далі розділяється в циклоні [5, с. 54-56; З, с. 185-188].

Циклонні пиловловлювачі призначені для вловлювання пилів з різними вла­стивостями.

Ключове значення для ефективної' роботи циклонів мають співвідношення між конструктивними розмірами, які забезпечують запобігання "короткому зами­канню" потоку в середині циклона, помірний аеродинамічний опір, запобігання ви­носу пилу з циклона. Суттєве значення має дотримання оптимальної швидкості в перерізі циклона. Розрізняють чотири конструктивні групи циклонів: з тангенційним або спіральним входом, прямоточні і протитечійні циклони і циклони з осьовим входом: також прямоточні і протитечійні.

Серед найбільш поширених конструкцій: циклони ЦН-11, -15, -15у, -24; конічні циклони СДК-ЦН-33; СК-ЦН-34; циклони спі­рально-конічні "ВЦНИИОТ" і з зворотним конусом, циклони "СИОТ"; "ЛИОТ", цик­лони “Гипродрева”, “Гипродревпрома” серії Ц (Меркушева) і "ОЭКДМ" [3, с. 167-184; 5, с. 57-72].

Ефективність циклонів визначається з урахуванням дисперсного складу пи­лу на основі парціальної ефективності.

Графічно парціальна ефективність відображається на графіках в імовірніс­но-логарифмічній системі координат (ІЛСК) у вигляді прямих ліній з параметрами d50 і Іgσ_η(діаметр відсікання і стандартне відхилення функції парціальних коефіці­єнтів очищення).

Розрахунок повної ефективності можливий з використанням аналітичного методу за інтегралом імовірності [5, с. 47-50] на підставі графічного інтегрування, за фракційним коефіцієнтом очищення:

,

іграфоаналітичнимметодом[14, с. 19-25].

3.6.2. МокрімеханічніпиловловлювачівідносятьдоII...IV класів[5, с. 92-148; 3, с. 200-225].

Зменшеннягабаритівзарахунокпідвищенняшвидкостейоснкюлювальногоиповітряіпідвищенняефективностідосягаютьсявмокрихмеханічнихпиловловлю­вачах.

В сухих циклонах вважається достатнім довести частинку пилу до пилоосаджувальної поверхні, але на цьому процес вловлювання не завжди закінчується, так як гідродинамічні сили часто повертають частинки аерозолю в потік. Тому в мокрих апаратах створюються умови для занурення відтиснутої з потоку частинки у водяну плівку або краплю. Найбільш поширені конструкції цього типу пиловлов­лювачів - це відцентрові скрубери або мокроплівкові циклони, пінні апарати та ударно-інерційні апарати.

У відцентрових скруберах ЦВП або "ВТИ - Промстройпроект" і скрубері-промивачі "СИОТ" створюється спеціальними водорозподільними пристроями водяна плівка на внутрішній поверхні циліндричної частини, а центральна труба виключається з конструкції. Через це збільшується до 7м/с швидкість потоку в ро­бочому перерізі при збереженні і навіть підвищенні ефективності досягнутої в су­хих циклонах.

В пиловловлювачах ударно-інерційної дії ПВМ зроблений крок в напрямку підвищення швидкості процесу очищення без негативного впливу турбулентності. Процес реалізується у спрощеному каналі - імпелері при швидкостях до 40м/с. Парціальна ефективність характеризується d₅₀= 15мкм і ефективністю 95-99% для частинок d≈5мкм. Конструктивні особливості стосуються різних засобів видалення шламу.

Пиловловлювач КМП поєднує трубу-коагулятор і мокроплівковий циклон, які . з високою ефективністю відділяють пил ІІІ-ІVкласифікаційної групи.

Пінні апарати одно- і двоступінчасті працюють з використанням інерційного і дифузійного механізмів, використовуються як тумановловлювачі для гальванічних цехів і пиловловлювачі III і IV класів. В конструкціях мають значення для ефектив­ної роботи пристрої для стабілізації пінного шару і для рівномірного розподілення потоку газу по перерізу апарата. Для очищення викидів від місцевих систем витя­жної вентиляції гальванічних цехів використовують волокнисті фільтри. Касети фільтрів можуть бути поєднані з конструкціями бортових відсмоктувачів або мо­жуть бути набрані в фільтрувальні поверхні різних площ від 0,37 м² до 6,4 м² в аг­регатах типу ФВГ.

Виконання із сталевим корпусом ФВГ-С-Ц призначене для гальванічнихванн з ціаністими сполуками, з корпусом із титанової сталі ФВГ-Т - для кислотних ванн.

Інтенсифікація мокрих пиловловлювачів досягається шляхом використання додаткових механізмів - дифузіофорезу і електричної зарядженості частинок.

3.6.3 У волокнистих і тканинних фільтрах використовують слідуючі меха­нізми: вловлювання, інерція, торкання, дифузія і електрична взаємодія, ситовий ефект [с. 150-197; 3, с. 225-240].

Для очищення припливного повітря І, IIі IIIкласів [14, с.78-86] використову­ються волокнисті фільтри, коміркові і рулонні, сухі і змочені, які можуть працювати з навантаженням на переріз 5000...9000 м³/м²-год.

Рукавні фільтри як фільтруючі можуть мати плоскі рукавні або клинові еле­менти. Фільтруючі елементи виготовляють із спеціальних фільтруючих матеріалів (сітчастих, скловолокна, лавсану, вовни, бавовни, нітрону).

За принципом організації руху повітря і вловленого продукту - протиточні фільтри типу ФВ (Г4-1БФМ-30) і прямоточні типу СМЦ-110А. Рукавні фільтри вико­ристовують для вловлювання цінного продукту і можливості його повернення в технологію. Сучасні фільтри мають імпульсну систему регенерації (фільтри ФРКІ).

3.6.4.В робочому полі електрофільтрів у просторі між коронувальним і осаджувальним електродами здійснюються основні складові процесу електрично­го пиловловлювання.

Коронувальний електрод за рахунок високої густини заряду на поверхні створює корону. Електрони корони здійснюють ударну іонізацію молекул газу, які далі адсорбуються поверхнею частинок аерозолю. Заряджені таким чином частин­ки осідають на протележно заряджених осаджувальному і коронувальному елект­родах. Промислові електофільтри можуть мати кілька полів з горизонтальним і ве­ртикальним рухом запиленого газу. Як коронувальні електроди використовують мідний або ніхромовий дріт діаметром3 мм, або рамки із сталевої смуги. Осаджувальні електроди - труби або плоскі сталеві листи. Ефективність роботи електрофільтрів є функцією співвідношення швидкості електричного дрейфу частинок пилу і швид­кості газу в перерізі фільтру [5, с. 197-234; 3, с. 147-159]. Мокрі і сухі фільтри ви­значаються за способом регенерації, тобто видалення осадженого на електродах пилу.

Розрахунок ефективності і продуктивності виконують за методикою, викла­деною в довіднику [5, с. 221-224 ].

3.7. Конструкції апаратів газоочищення відтворюють умови для ефекти­вної реалізації методів.

3.7.1. Абсорбери по принципу створення контактної поверхні конструкти­вно поділяються на насадні, тарілчасті і бризкальні. В насадних абсорберах пове­рхня контакту визначається типом насадки ірозмірами окремих елементів, в та­рілчастих - площею робочих тарілок, в бризкальних або розпилюючих - сумарною поверхнею крапель, струминок і рідинних плівок, які утворюються при розпилю­ванні. Потрібна активна висота розраховується залежно від типу. Для абсорберів насадного типу можливий шлях розрахунку через визначення необхідної площі ко­нтакту за рівнянням масопередачі і далі, на основі питомої поверхні одиниці об’єму насипаної абоукладеної у вільному перерізі насадки, приймається за рекомендованим значенням, але контролюється в живому перерізі насадки в межах до виникнення режиму захлинання [9, с. 33-34]. Для насадних і, особливо, абсор­берів бризкального типу можна скористатись об'ємним коефіцієнтом масолередачі і величиною кількості одиниць масоперенесення, які відносяться до концентрації в газовій і рідинній фазах Робочу висоту насадки або активну висоту абсорбції ви­значають за висотою одиниці перенесення і кількості одиниць перенесення.

3.7.2. Адсорбери конструктивно влаштовують відповідно з необхідною витратою газу (повітря), який підлягає очищенню, і концентрації адсорбтиву в ньо­му. Для невеликих витрат концентрованої суміші використовують вертикальні і го­ризонтальні адсорбери з високим шаром адсорбенту (0,3…1м) Для видалення за­пахів і слідових кількостей використовують адсорбери з тонким шаром (5…0,1м). Переріз адсорбера з високим шаром визначають за рекомендованими швидко­стями в межах 0,25...0,35 м/с, а об'єм адсорбенту - за розрахунковим часом між регенераціями і об'ємом адсорбенту, який насичується за 1 сек. Розрахунок ведуть за різницею рівноважної і початкової концентрації адсорбату в межах динамічної активності адсорбенту.

Режим роботи адсорбера складається з чотирьох стадій: адсорбція, десор­бція, сушіння і охолодження. Відповідно до необхідних стадій створюється техно­логічна схема. Найбільш поширене використання адсорбції для очищення відхід­них газів від парів органічних розчинників. Схема в джерелі [9, с. 156, 206].

За попередню стадію перед адсорбцією або допалюванням використовують конденсацію.

Домішка у вигляді вуглеводнів і інших органічних сполук, які мають високі температури кипіння при атмосферному тиску, може бути вилучена із суміші при температурі, близькій до температури "точки роси". Процес здійснюється в повер­хневих теплообмінниках - конденсаторах, або в скруберах з використанням анти­фризу [4, т.1, с.286-293].

3.7.3. Процес термічного знешкодження токсичних домішок досить простий, може бути автоматизованим і, крім власного викиду в атмосферу, не має відходів у вигляді шлаку. Обмеження методу виникає за наявністю в складі домішок фос­фору, хлору, сірки, брому, йоду.

Здійснюється процес у спеціальних топках в факелах, в топках промислових котлів. Відомі циклонні топки Інституту газу НАН України з тангенційним вводом відхідних газів і утилізацією теплоти [16, с. 250-277].

Зниження температури процесу окислення досягається в термокаталітичних реакторах з використанням оксидів платини, паладію, інших дорогоцінних ме­талів. В таких реакторах процесс починається при t= 2ОО...22О°С. Розроблені також каталітичні суміші, що не мають дорогоцінних металів: алюмохромовий каталіза­тор (ІГ НАН України), суміш Сг₂О₃. ZnО, СuО з цементом та алюмінієвою пудрою. Використовуючи такі каталізатори, необхідно збільшити початкову температуру, процес при наявності їх відбувається із зменшеною об*ємною швидкістю. Як носії каталітичної маси використовують гранули Al₂O₃, керамічні блоки, металеві трубки.

У конструкціях реакторів в одному блоці об'єднують каталітичний доспалювач, обігрівач для створення стартової температури, рекуператор відхідного газу.

Інженерний розрахунок реактора базується на об'ємній поверхневій або ма­совій каталітичній активності: ОКА, кг/годм³; УКА, кг/год м²; МКА, кг/год·кг.

3.7.4. Некаталітичне поновлення азоту в димових газах котлоагрегату здійс­нюється в газоході на виході з камери топки, де температура залишається стабі­льною в межах 970±50°С шляхом додавання аміаку в пропорції:

.

Каталітичний процес при температурі 300...400°С здійснюється в реакто­рах, які встановлюють на шляху газів між економайзером і повітронагрівачем. Ка­талізатор V₂О₅ на носії ТiO₂наноситься на внутрішню поверхню труб діаметром20мм, які скомпоновані в змінні блоки прямокутної форми розміром 1 х 1 х 1 м [4, т.1 с. 310-322].

Хімічне знешкодження SО₂ в димових газах проводять в скруберах, де гази зрошуються вапняним або вапняковим молоком. Співвідношення вмісту сірки і до­даного кальцію вибирають за умови корисного його використання на рівні 60...70%. Концентрація суспензії - 300...350 г/л, початкова запиленість 50 мг/м³. Сухий спосіб передбачає додавання меленого вапна при виготовленні паливних брикетів або гранул у співвідношенні Са : S= 3 : 5, або додавання поро­шку вапна у вугільний пил при факельному спалюванні у співвідношенні Са : S= 3 : 1. Ефективність методу η = 70...80%. Процес СuО/СuSО₄ передбачає одноча­сне поновлення N₂і очищення від SОх в спеціальних реакторах.

У поверхневому активному шарі СuО перетворюється в СuSО₄. Одночасно додається в димовий газ аміак, з допомогою якого в присутності СuSО₄ поновлю­ється N0 àN₂. Регенерація блоків реактора після проміжного продування парою відбувається слідуючим продуванням воднем:

СuSО₄ + Н₂ àСu+SО₂ + Н₂О,

Сu+О àСuО.

3.8. Проектування систем грунтується на виконанні загальних рекомен­дацій, додержанні конструктивних вимог і використанні досвіду проектування, спо­рудження і експлуатації.

Кінцева концентрація у відкидному повітрі (газу) обмежується вимогами дорозсіювання і додержанняграничнодопустимого викиду. Забезпечення не перевищеної кінцевої концентрації досягається вибором класів іструктур очисногообладнання. Під структурою розуміють вибір одно- чи двоступінчастої схеми, ви­значення потреби у використанні мокрих пиловловлювачів і пиловловлювачів ви­соких класів [14, с. 26-31].

Конструктивні вимоги стосуються взаємного розташування пиловловлюючого обладнання і вентиляторів, вибору швидкостей в каналах повітряно-пилової суміші, попередження вибухонебезпечності сумішей і розташування викиду очи­щеного повітря на покрівлі і щодо місць повітрозабору.

Досвід використання повітровловлювачів в різних галузях машинобудування стверджує ефективність і надійність рекомендованих типів і класів: для гальваніч­них цехів - пінні і волокнисті фільтри; для фарбувального виробництва - каталіти­чне допалювання; для механічної обробки металів - циклони ЦН, ВНИИОТ, групові циклони ЦВП, промивачі СИОТ; для зварювального виробництва - ЦН-11, ЦВП, ПВМ, електрофільтри; для деревообробки - циклони Гіпродрева марки Ц, ОЕКДМ (Клайпеда), ПВМ, рукавні фільтри; для переробки пластмас - рукавні фільтри, ПВМ; для складального виробництва радіоелектроніки - повітряні фільтри (типу ФЯЛ), електрофільтри; для ливарного виробництва -двоступінчасті системи з ЦН-11, -15: СИОТ, ЦВП, КМП, ПВМ, рукавними СМЦ-101А.

3.9. Економічна оцінка систем пилогазовловлювання здійснюється шляхом порівняння приведених витрат за різними варіантами. Приведені витрати повинні враховувати капітальні витрати і нормативні коефіцієнти ефективності капіталовк­ладень, а також експлуатаційні витрати. До експлуатаційних витрат відносять вар­тість заробітної плати, електроенергії, витрати матеріалів, води, транспорту. Ціна вловленого цінного матеріалу вилучається з експлуатаційних витрат [14, с. 31-35].

Читайте також:

1. Cтатистичне вивчення причин розлучень.
2. I визначення впливу окремих факторів
3. I. ПРЕДМЕТ, МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ
4. II. Вивчення нового матеріалу
5. II. Вивчення нового матеріалу
6. II. Вивчення нового матеріалу
7. II. Вивчення нового матеріалу.
8. II. Вивчення нового матеріалу.
9. II. Вивчення нового матеріалу.
10. II. Вивчення нового матеріалу.
11. II. Вивчення нового матеріалу.
12. II. Вивчення нового матеріалу.

Переглядів: 414