Министерство образования и науки Российской Федерации

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.Г. Ветошкин

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ГАЗООЧИСТКИ

Учебное пособие

Пенза 2006

УДК 628.5 ББК 20.1

Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты газоочистки. Учебное пособие. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2006. - с.: ил., библиогр.

Рассмотрены основные процессы и аппараты технологии защиты атмосферы от выбросов вредных газов и паров, основанные на использовании различных механизмов очистки газовых выбросов: абсорбции, адсорбции, каталитической конверсии, термической обработки. Приведены основы проектирования аппаратов защиты атмосферы от вредных газов и паров: абсорберов и адсорберов, каталитических реакторов, теплообмен- ников-конденсаторов.

Учебное пособие подготовлено на кафедре «Экология и безопасность жизнедеятельности» Пензенского государственного университета. Оно предназначено для студентов специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды» и может быть использовано в качестве основной учебной литературы по дисциплине «Процессы и аппараты защиты окружающей среды», при курсовом и дипломном проектировании по специальности 280202 и в качестве дополнительной учебной литературы при изучении дисциплины «Экология» студентами других инженерных специальностей.

Рецензенты:

Кафедра «Инженерная экология» Пензенской технологической академии, зав. кафедрой Таранцева К.Р., к.т.н., доцент, член-корресподент Нью-Йоркской Академии Наук.

Кандидат технических наук, профессор, академик МАНЭБ В.В.Арбузов (Пензенский филиал Международного независимого экологополитологического университета).

Издательство ПГУ, 2005 А.Г.Ветошкин

2

Содержание

Введение.

1.Источники загрязнения атмосферы вредными газовыми выбросами.

2.Классификация процессов и аппаратов для очистки газовых выбросов.

3.Абсорбционная очистка газов.

3.1.Технология абсорбционной очистки промышленных выбросов.

3.2.Конструкции и принцип действия абсорберов.

3.2.1.Насадочные абсорберы.

3.2.2.Тарельчатые абсорберы.

3.2.3.Распыливающие абсорберы.

3.3.Методы расчета абсорберов.

3.3.1.Равновесие, движущая сила и кинетика абсорбции.

3.3.2.Материальный баланс и уравнение рабочей линии абсорбции.

3.3.3.Расчет процессов массопередачи в абсорберах.

3.3.4.Расчет хемосорбционных аппаратов.

3.3.5.Расчет основных размеров абсорберов.

3.3.6.Расчет насадочных абсорберов.

3.3.7.Расчет тарельчатых абсорберов.

3.3.8.Расчет распыливающих абсорберов.

3.4.Десорбция загрязнителей из абсорбентов.

4.Адсорбционная очистка газов.

4.1.Технология адсорбционной очистки промышленных выбросов.

4.2.Устройство и принцип действия адсорберов.

4.2.1.Адсорберы периодического действия.

4.2.2.Адсорберы непрерывного действия. 4.3. Принципы расчета адсорберов.

4.3.1.Адсорбционное равновесие.

4.3.2.Материальный баланс адсорбции.

4.3.3.Кинетические характеристики адсорбции.

4.3.4.Расчет адсорберов периодического действия.

4.3.5.Расчет адсорберов непрерывного действия. 4.4. Десорбция адсорбированных продуктов.

5. Конденсационная очистка газов и паров. 5.1. Принцип конденсационной очистки. 5.2. Типы и конструкции конденсаторов. 5.3. Расчет конденсаторов.

6. Термокаталитическая очистка газовых выбросов.

7. Термическая обработка газовых выбросов.

7.1. Установки термообезвреживания газовых выбросов. 7.2. Принципы расчета установок термообезвреживания.

3

8. Очистка газовых выбросов автомобильного транспорта.

8.1.Характеристика выбросов двигателей внутреннего сгорания.

8.2.Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания.

8.3.Нейтрализация выхлопов двигателей внутреннего сгорания.

8.4.Улавливание аэрозолей, выбрасываемых дизельным двигателем. 9. Оценка эффективности устройств для очистки газовых выбросов. 10. Выбор вариантов газоочистки.

Литература. Приложения.

4

Введение

На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредных веществ является одним из основных мероприятий по защите воздушного бассейна.

Обезвреживание выбросов предполагает либо удаление вредных примесей из инертного газа-носителя, либо превращение их в безвредные вещества. Оба принципа могут быть реализованы через различные физические и химические процессы, для осуществления которых требуются определенные условия. Расчеты процессов и аппаратов газоочистки при их проектировании должны быть направлены на создание условий, обеспечивающих максимально полное обезвреживание выбросов.

В настоящее время используются различные методы улавливания и обезвреживания паро- и газообразных веществ из воздуха. На практике применяют следующие способы очистки газа: абсорбционный, адсорбционный, каталитический, термический и др.

Методики расчета аппаратов для физико-химической очистки газов базируются на закономерностях массо- и теплообмена. При этом используются элементы теории подобия диффузионных процессов.

Цель настоящего учебного пособия - систематизировать сведения по массообменным, физико-химическим и термическим процессам, методические подходы к расчету оборудования по абсорбции и адсорбции, каталитическому и термическому обезвреживанию вредных примесей из промышленных, вентиляционных и транспортных выбросов. Приводятся необходимые сведения по устройству, работе и расчету типового оборудования, а также справочные материалы. Изложение материала сопровождается примерами расчета, которые облегчают усвоение теоретических вопросов.

5