- •Предисловие
- •Введение
- •1Атмосфера
- •3. Организация санитарной защиты воздушного бассейна
- •3.1. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе
- •3.2. Предельно допустимые выбросы вредных веществ в атмосферный воздух
- •3.3. Требования при проектировании предприятий
- •3.4. Санитарная защита воздушного бассейна на предприятиях
- •3.5. Обоснование допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу
- •3.5.1. Факторы, влияющие на рассеивание вредных веществ в атмосферном воздухе и загрязнение приземного слоя воздуха
- •3.5.2. Обоснование допустимых выбросов при рассеивании вредных веществ через высокие источники
- •4. Процессы пылегазоочистных установок и аппараты для пылегазоулавливания
- •4.1. Общие положения
- •Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •Интенсивность процессов и аппаратов
- •Моделирование и оптимизация процессов и аппаратов
- •4.2. Пылеулавливание
- •4.2.1. Параметры процесса пылеулавливания
- •4.2.2 Сухие пылеуловители
- •Принцип работы циклона
- •Основные характеристики цилиндрических циклонов
- •Расчёт циклонов
- •4.2.3. Мокрые пылеуловители
- •Принцип работы скруббера Вентури
- •Принцип работы форсуночного скруббера
- •Скрубберы центробежного типа
- •Принцип работы
- •Принцип действия барботажно-пенных пылеуловителей
- •4.2.4 Электрофильтры
- •Принцип работы двухзонного электрофильтра
- •4.2.5 Фильтры
- •Принцип работы рукавных фильтров
- •Туманоуловители
- •5. Очистка от промышленных газовых выбросов
- •5.1 Общие сведения о массопередаче
- •Равновесие в системе газ - жидкость
- •Фазовое равновесие. Линия равновесия
- •Материальный баланс. Рабочая линия
- •Направление массопередачи
- •Кинетика процесса абсорбции
- •Конвективный перенос
- •Дифференциальное уравнение массообмена в движущейся среде
- •Уравнение массоотдачи
- •Подобие процессов массоотдачи
- •Уравнение массопередачи
- •Зависимость между коэффициентом массопередачи и массоотдачи
- •5.2 Устройство абсорбционных аппаратов
- •5.3 Адсорбционная очистка газов
- •5.3.1Общие сведения
- •Равновесие и скорость адсорбции
- •5.3.2 Промышленные адсорбенты
- •Адсорбционная емкость адсорбентов
- •Пористая структура адсорбентов
- •Конструкция и расчёт адсорбционных установок
- •Расчет адсорбционных установок
- •5.4 Каталитическая очистка
- •5.4.1Общие сведения
- •Конструкции контактных аппаратов
- •Аппараты с взвешенным (кипящим) слоем катализатора
- •6. Тепловые процессы Общие положения
- •6.1 Температурное поле. Температурный градиент. Теплопроводность
- •Закон Фурье
- •Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •Теплопроводность плоской стенки
- •Теплопроводность цилиндрической стенки
- •6.2 Тепловое излучение
- •Баланс теплового излучения
- •Закон Стефана – Больцмана
- •Закон Кирхгофа
- •Взаимное излучение двух твердых тел
- •Лучеиспускание газов
- •6.3 Передача тепла конвекцией
- •Тепловое подобие
- •Численные значения коэффициента теплоотдачи
- •Сложная теплоотдача
- •6.4 Теплопередача Теплопередача при постоянных температурах теплоносителя
- •Теплопередача при переменных температурах теплоносителя
- •Уравнение теплопередачи при прямотоке и противотоке Теплоносителей
- •4.5. Нагревание, охлаждение и конденсация Общие сведения
- •6.4.1 Нагревающие агенты и способы нагревания Нагревание водяным паром
- •Нагревание горячей водой
- •Нагревание топочными газами
- •Нагревание перегретой водой
- •Нагревание электрической дугой
- •6.4.2 Охлаждающие агенты, способы охлаждения и конденсации Охлаждение до обыкновенных температур
- •Охлаждение до низких температур
- •Конденсация паров
- •6.4.3 Конструкции теплообменных аппаратов
- •Расчет концентрации двуокиси серы
- •Пример расчета насадочного абсорбера
- •Пример расчёта теплообменника
- •Пример расчета электрофильтра
- •Методика расчета адсорбера
- •В ориентировочном расчете используется формула
- •4.2.8 Находим время защитного действия адсорбера
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Макаров Володимир Володимирович
4. Процессы пылегазоочистных установок и аппараты для пылегазоулавливания
4.1. Общие положения
В соответствии с Законом Украины "Об охране атмосферного воздуха" предприятия, учреждения и организации, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, независимо от времени ввода их в действие должны быть оснащены сооружениями, оборудованием и аппаратурой для очистки выбросов в атмосферу и средствами контроля за количеством и составом выбрасываемых загрязняющих веществ.
Очистка осуществляется с помощью специальных газоочистных установок, обычно состоящих из одного или нескольких газоочистных аппаратов, вспомогательного оборудования и коммуникаций, предназначенных для улавливания из отходящих газов или вентиляционного воздуха вредных примесей.
Газоочистным аппаратом называется элемент газоочистной установки, в котором осуществляется определенный избирательный процесс улавливания твердых, жидких и газообразных веществ.
К таким процессам относятся: транспортирование газов, нагревание и охлаждение, разделение газовых неоднородных смесей и др. Таким образом, технология очистки промышленных выбросов включает ряд однотипных физических и физико-химических процессов, характеризуемых общими закономерностями.
В зависимости от основных законов, определяющих скорость протекания процессов, различают:
1) гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики - науки о движении жидкостей и газов; к этим процессам относятся перемещение жидкости и газов, сжатие газов, разделение жидких и газовых неоднородных систем в поле сил тяжести (осаждение), в поле центробежных сил (центрифугирование), под действием разности давлений при движении через пористый слой (фильтрование);
2) тепловые процессы, протекающие со скоростью, определяемой
законами теплопередачи - науки о способах распространения теплоты; такими процессами являются нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсация паров; скорость тепловых процессов в значительной степени зависит от гидродинамических условий (скоростей, режимов течения).
3) массообменные (диффузионные) процессы, характеризующиеся переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз; к этой группе процессов относятся абсорбция, адсорбция, перегонка (ректификация), экстракция из растворов, растворение и экстракция из пористых твердых тел, кристаллизация и сушка; протекание процессов массообмена тесно связано с гидродинамическими условиями в фазах и на границе их раздела;
4) химические процессы, которые протекают со скоростью, определяемой законами химической кинетики; однако химическим процессам обычно сопутствуют перенос массы и энергии и, соответственно, скорость химических процессов (особенно промышленных) зависит также от гидродинамических условий;
5) механические процессы, описываемые законами механики твердых тел; эти процессы применяются в основном для подготовки исходных материалов, транспортировки сыпучих материалов и др.
По способу организации все рассмотренные основные процессы делятся на периодические и непрерывные.
Периодические процессы проводятся в аппаратах, в которые через определенные промежутки времени загружаются исходные компоненты;
после их обработки из этих аппаратов выгружают конечные продукты. По окончании разгрузки аппарата и его повторной загрузки процесс повторяется снова. Таким образом, периодический процесс характеризуется тем, что все его стадии протекают в одном месте (в одном аппарате), но в разное время.
Непрерывные процессы осуществляются в проточных аппаратах. Поступление исходных материалов в аппарат и выгрузка конечных продуктов производится одновременно и непрерывно. Непрерывный процесс характеризуется тем, что все его стадии протекают одновременно, но разобщены в пространстве.
Известны также комбинированные процессы. К ним относятся непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически, либо периодические процессы, одна или несколько стадий которых протекают непрерывно.
Основные преимущества непрерывных процессов по сравнению с периодическими:
1) нет перерывов в выпуске конечных продуктов, так как отсутствуют затраты времени на загрузку аппаратуры исходными материалами и выгрузку из нее продукции;
2) более простое автоматическое регулирование и возможность более полной механизации;
3) устойчивость режимов;
4) большая компактность оборудования.
Процессы также классифицируются в зависимости от изменения их параметров (скоростей, температур, концентраций и др.) во времени. По этому признаку они делятся на установившиеся (стационарные) и неустановившиеся (нестационарные или переходные).
В установившихся процессах значения каждого из параметров, характеризующих процесс, постоянны во времени, а в неустановившихся - переменны.