Розділ 1. Технології очищення газів

В.М. Вязовик

Л.В. Коржик

Г.С. Столяренко

Технології очищення газів

Черкаси

Вертикаль

УДК

ББК

В 55

Рецензенти:

д.т.н., професор Мусієнко М.П.

к.т.н., доцент Бондаренко.М.О.

к.х.н., доцент Магльована Т.В.

Вязовик В.М., Коржик Л.В., Столяренко Г.С.

В 55 Технології очищення газів. – Черкаси: Вертикаль, видавець Кандич С.Г. – 2010. – 308 с., іл., табл.

ISBN 978-966-8438-

Розглянуті основні методи видалення твердих і газоподібних домішок з газових потоків (сухі і мокрі методи очищення, електроочищення від пилу, фільтрування, абсорбція, адсорбція, каталітичне очищення, термічні методи). Охарактеризовані ефективні технологічні способи і основна апаратура, яка призначена для очищення газових потоків від домішок різної природи. Спеціальний розділ присвячений методикам і прикладам розрахунку основних апаратів для очищення газів.

Для студентів технічних і екологічних спеціальностей. Може бути корисною для спеціалістів, зайнятих питаннями дослідження, розробки, проектування і експлуатації газоочисного обладнання.

УДК

ББК

ISBN 978-966-8438-

Столяренко Г.С., 2010

ЗМІСТ

Вступ
Розділ 1 Методи очищення і знешкодження відхідних газів
1.1 Процеси захисту атмосфери
Розділ 2 Очищення відхідних газів від аерозолів
2.1 Основні властивості пилу і ефективність його вловлювання
2.2 Очищення газів в сухих механічних пиловловлювачах
2.3 Очищення газів у фільтрах
2.4 Очищення газів в мокрих пиловловлювачах
2.5 Очищення газів в електрофільтрах
2.6 Вловлювання туманів
2.7 Рекуперація пилу
Розділ 3 Абсорбційні методи очищення
3.1 Очищення газів від оксиду сірки (IV).
3.2 Очищення газів від сірководню, сірковуглецю і меркаптанів
3.3 Очищення газів від оксидів азоту
3.4 Очищення газів від галогенів і їх сполук
3.5 Очищення газів від оксиду вуглецю
Розділ 4 Адсорбційне і хемосорбційне очищення газів
4.1 Адсорбція парів летких розчинників
4.2 Очищення газів від оксидів азоту
4.3 Очищення газів від оксиду сірки (IV)
4.4 Очищення газів від галогенів
4.5 Очищення газів від сірководню і сіркоорганічних сполук
4.6 Очищення газів від парів ртуті
Розділ 5 Каталітичне і термічне очищення
5.1 Каталітичне очищення газів. Суть методу.
5.2 Конструкція каталітичних реакторів
5.3 Твердофазне каталітичне очищення газів від оксидів азоту
5.4 Каталітичне очищення газів від оксиду сірки (IV)
5.5 Каталітичне очищення газів від органічних речовин
5.6 Каталітичне очищення газів від оксиду вуглецю (ІІ)
5.7 Високотемпературне знешкодження газів
Розділ 6 Розрахунок обладнання по очищенню газів
6.1 Розрахунок пилоосаджувальних камер
6.2 Розрахунок циклонів
6.3 Вихрові пиловловлювачі
6.4 Розрахунок і вибір газових фільтрів
6.5 Мокрі скрубери
6.6 Швидкісні пиловловлювачі (скрубери Вентурі)
6.7 Підбір і розрахунок електрофільтрів
6.8 Багатоступінчате очищення від пилу
6.9 Розрахунок насадкових абсорберів
6.10 Розрахунок тарілчастих абсорберів
6.11 Розрахунок адсорберів періодичної дії
6.12 Розрахунок каталітичного реактора
6.13 Формули для перерахунку основних характеристик газів при різних умовах
Задачі
Література

Вступ

Стародавня проблема взаємозв'язку людини і природи у наш час придбала нове, часом грізне звучання. Технічний прогрес привів до істотних змін природного середовища, обумовлених великою кількістю промислових і господарських викидів (забруднень).

Всяке забруднення викликає у природи захисну реакцію, спрямовану на його нейтралізацію. Ця велика здатність природи довгий час експлуатувалася людиною бездумно і по-хижацьки. Із століття в століття складалася практика широкого використання здатності до самоочищення атмосфери і гідросфери. Відходи виробництва викидалися в повітря, скидалися у воду з розрахунку на те, що всі вони зрештою будуть знешкоджені і перероблені самою природою. При цьому не виникало і думки про шкоду, що наноситься їй. Здавалося, що хоч яка не велика загальна маса відходів, вона незначна в порівнянні із захисними ресурсами. Проте при все прогресуючому зростанні забруднень стає очевидним, що природні системи самоочищення рано чи пізно не зможуть витримати такий натиск.

Деякі шкідливі речовини з тих, які викидаються в біосферу, не нейтралізуються в біологічному круговороті і перебувають в ній роками, не розпадаючись. Тим самим порушується природна рівновага, газовий, водний і геохімічний режим біосфери. Людина вступає з природою в серйозний конфлікт.

Інтенсивний розвиток промисловості приводить до того, що безперервно збільшуються викиди забруднень в атмосферу і гідросферу. Загальний об'єм промислових, сільськогосподарських і комунальних відходів в масштабі всієї планети за рік оцінюється нині мільярдами тонн.

Більше всього відходів дають енергетика, чорна і кольорова металургія, хімічна, нафтовидобувна і нафтопереробна, целюлозно-паперова, машинобудівна, харчова, гірничовидобувна і легка промисловість. В результаті в атмосфері росте вміст вуглекислого газу і пилу, сірчистого ангідриду і оксидів азоту, а в окремих районах - сірководню, чадного газу і інших шкідливих речовин. Відбувається засолення і підкислення вод і ґрунтів. Результати глобальної господарської діяльності людини і її наслідки давно вже привели до розуміння необхідності захисту навколишнього середовища, обмеження об'єму промислових викидів. Це розуміння знайшло віддзеркалення в розробці норм гранично допустимих концентрацій (ГДК) шкідливих речовин в приземному шарі атмосфери.

Від повноти теоретичних уявлень як про сам пилегазовий потік, так і про процеси, що протікають в промислових агрегатах, в газоходах і апаратах, залежать рівень інженерних розробок систем і установок газочищення, ефективність їх експлуатації та економічність і витрати "на екологію", сплату штрафів за порушення норм ГДК. З цієї причини при вирішенні питань охорони навколишнього середовища обов'язковим є вивчення основних властивостей аеродисперсних систем, питань їх утворення і розвитку, основних співвідношень механіки двофазного потоку, закономірностей коагуляції, а також особливостей протікання процесів осадження в аерозольних системах в спеціальних апаратах.

Аеродисперсний або аерозольний потік є дуже складною і недостатньо вивченою системою. Речовина, знаходячись в аерозольному стані (пил, дим або туман), набуває ряду особливих властивостей і ознак. Однією з таких властивостей виступає дисперсний склад аерозолю, що значною мірою визначає вибір типу газоочисного пристрою. У зв'язку з цим виникає необхідність вивчення дисперсного складу дисперсної фази аерозолів і методів його опису.

Природно, успішно боротися з викидами промислових агрегатів можна лише у тому випадку, коли є інформація про їх кількість. Вивчення фізичних властивостей утворення аерозолів дозволяє відповісти на питання, як утворюються тверді або рідкі частинки в газовій фазі, в якій кількості і яка гранично можлива концентрація частинок при здійсненні тієї або іншої промислової технології. За наявності достатніх даних про концентрацію парів речовин в робочому просторі агрегату представляється можливим розрахувати і початковий дисперсний склад аерозольної системи.

Вибір типу апарату газоочищення, а також поведінка аерозольної системи визначаються властивостями аерозолів. Звідси витікає необхідність вивчення фізичних і молекулярно-кінетичних властивостей часток. Знання цих властивостей дозволяє оцінити умови стійкості аерозолів, знайти способи дії на процеси і тлумачити явища, які виявляються тільки в аерозолях. Електричні властивості аерозолів лежать в основі багатьох явищ і процесів, що протікають в газоходах і апаратах; опис цих процесів служить теоретичною основою проектування електрофільтрів.

розділ 1