Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный институт электронной техники

(технический университет)

___________________________________________________________________

В.Б.Кольцов

Учебно-методическая разработка

для самостоятельной работы студентов по дисциплине

«Процессы и аппараты защиты окружающей среды»

Часть 1

Москва 2007

Содержание

Методические указания 5

Глава 1 7

1.1.Классификация основных процессов химической технологии 7

1.2.Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов 12

1.3.Теория подобия 16

Глава 2. Характеристика источников производственных загрязнений и физико-химические свойства пылей 30

2.1.Источники производственных загрязнений 30

2.2.Методы очистки и обезвреживания отходящих газов 34

2.3.Основные физико-химические свойства пылей 40

2.4.Оценка эффективности газоочистительных и газоулавливающих установок 43

Глава 3. Сухие механические пылеуловители 52

3.1.Пылеосадительная камера 52

3.2.Рассчет пылеосадительной камеры 54

3.3.Пример расчета пылеосадительной камеры 56

3.4.Инерционные пылеуловители 58

3.5.Жалюзийный аппарат 59

3.6.Циклоны 60

3.7.Рассчета циклона 65

3.8.Пример расчета циклона 69

3.9.Рассчет батарейного циклона 72

3.10.Пример расчета батарейного циклона 75

3.11.Вихревые пылеуловители 77

3.12.Динамические пылеуловители 80

Глава 4. Очистка газов в фильтрах 83

4.1.Процесс фильтрования 83

4.2.Механизм фильтрации 84

4.3.Фильтровальные перегородки 85

4.4.Классификация фильтров 87

4.5.Тканевые рукавные фильтры 88

4.6.Расчет тканевого рукавного фильтра 90

4.7.Пример расчета тканевого рукавного фильтра 97

4.8.Волокнистые фильтры 101

4.8.1.Волокнистые фильтры тонкой очистки 101

4.8.2.Двухступенчатые или комбинированные фильтры 103

4.9.Зернистые фильтры 104

4.10.Расчет зернистых фильтров 106

4.11.Пример расчета зернистых фильтров 107

Глава 5. Электрическая очистка газов 110

5.1.Физические основы работы электрофильтров 110

5.2.Расчет электрофильтров 114

5.3.Пример расчета электрофильтров 120

Глава 6. Аппараты мокрой очистки газов от пыли 125

6.1.Достоинства и недостатки аппаратов мокрой очистки 125

6.2.Физические основы мокрых пылеуловителей 126

6.2.1.Энергетический метод расчета эффективности мокрых пылеуловителей 129

6.3.Конструкция мокрых пылеуловителей 131

6.3.1.Форсуночные скрубберы 131

6.3.2.Расчета форсуночного скруббера 133

6.3.3.Пример расчета форсуночного скруббера 134

6.3.4.Скруббер Вентури 138

6.3.5.Расчет скруббера Вентури 139

6.3.6.Пример расчета скруббера Вентури 142

6.3.7.Пример расчета труби Вентури 144

6.4.Пылеуловители с осаждением пыли на пленку жидкости 146

6.4.1.Мокрые аппараты центробежного действия 146

6.4.2.Мокрые аппараты ударно-инерционного действия 147

6.4.3.Тарельчатые газоочистные аппараты 149

6.4.4.Расчет пенного пылеуловителя 151

Глава 7. Сорбционные методы очистки газов 154

7.1.Абсорбция 155

7.1.1.Основы процесса физической абсорбции 155

7.1.2.Устройство и расчет абсорбционных аппаратов 160

7.1.3.Расчет абсорбера 162

7.1.4.Пример расчета абсорбера 165

7.2.Адсорбция 168

7.2.1.Основы процессов физической адсорбции 168

7.2.2.Характеристика адсорбентов и их виды 174

7.2.3.Устрйства адсорбентов 176

7.2.4.Расчет адсорбера с неподвижным слоем адсорбента 178

7.2.5.Непрерывно действующие адсорберы 180

7.2.6.Пример расчета адсорбера 181

Глава 8. Каталитическая очистка газов 185

8.1.Физико-химические основы каталитической очистки 185

8.2.Очистка оксида углерода 188

8.3.Термическое обезвреживание 189

Глава 9. Домашняя работа 195

9.1.Задачи для самостоятельного решения 218

9.2.Тесты 252

Приложения 320

Список литературы 337

Методические указания для выполнения самостоятельной работы студентов.

Курс “Процессы и Аппараты Защиты Окружающей Среды” является основным технологическим курсом специальности “Инженерная защита окружающей среды”, при освоении которого студенты должны приобрести умения и навыки выбора метода очистки окружающей среды от вредных и опасных воздействий, расчета, монтажа, наладки, эксплуатации и ремонта аппаратов защиты окружающей среды в соответствии с разработкой технической документацией, а также проводить испытание аппаратов защиты окружающей среды, теоретически и экспериментально определить эксплуатационные показатели работы с учетом влияния различных факторов на работу аппарата, рассчитывать конструктивные и эксплуатационные параметры технических средств защиты окружающей среды. В этом случае целью самостоятельной работы студентов является освоение метода расчета количества опасных и вредных выбросов, а также типовых методик расчета аппаратов защиты окружающей среды.

Первая часть читаемого курса посвящена изучению основных закономерностей расчета процессов и аппаратов защиты окружающей среды, также изучению основных аппаратов очистки воздушной среды.

Во второй части курса студенты знакомятся с основными аппаратами очистки гидросферы и литосферы.

Учебной программой курса предусмотрена самостоятельная работа студентов в количестве 51 часа. (20 часов в VIII семестре и 31 час в IX семестре).

В VIII семестре студенты выполняют домашнюю работу, состоящую из решения 12 задач по расчету аппаратов очистки воздушной среды, а в IX семестре – курсовой проект, состоящий из сбора материала по ознакомительной производственной практике по конкретному технологическому процессу, который представляют в виде качественной технологической схемы. Проанализировав конкретную технологическую схему, студент должен определить, где какое количество вредного или опасного вещества выделяется в производственном процессе, какое его количество и каким методом, с применением какого аппарата его можно устранить, учитывая при этом и технико-экономический аспект.

Подобное изложение курса предопределило состав методических указаний к самостоятельной работе студентов.

После каждой главы изложения теоретического материала даны контрольные вопросы по рассматриваемой теме, приведен расчет конкретного аппарата или процесса, рассмотрен пример решения типовой задачи. В конце первой части приведены задачи для самостоятельного решения с необходимым набором справочных материалов. При выполнении домашнего задания студент должен узнать свой порядковый номер по списку в журнале посещаемости и по таблице приложения узнать свой вариант и необходимые для расчета физико–химические данные.

Учитывая то, что жидкость отличается от газа (в целом вязкостью и плотностью) во второй части пособия примеры решения задач не рассматриваются, зато в ней приведены методики аппаратов очистки гидросферы, что необходимо при выполнении курсового проекта.

В конце третей части приведен пример выполнения курсового проекта. В конце каждой части приведены варианты тестового опроса и ответы к ним, пользуясь которыми студент может проверить свои знания.

В заключении отметим, что разработанный материал будет являться определенной помощью студентам в освоении курса “Процессы и Аппараты Защиты Окружающей Среды”. Кроме того, данный материал будет также полезен и для всех студентов МИЭТ других технологических специальностей ВУЗа.