
- •Методические указания 5
- •Глава 4. Очистка газов в фильтрах 83
- •Глава 5. Электрическая очистка газов 110
- •Глава 6. Аппараты мокрой очистки газов от пыли 125
- •Глава 7. Сорбционные методы очистки газов 154
- •Глава 8. Каталитическая очистка газов 185
- •Глава 9. Домашняя работа 195
- •Методические указания для выполнения самостоятельной работы студентов.
- •Глава 1
- •1.1. Классификация основных процессов химической технологии
- •1.2. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов
- •1.3. Теория подобия. Подобные преобразования
- •Примеры решения задач:
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 2. Характеристика источников производственных загрязнений и физико-химические свойства пылей
- •2.1.Источники производственных загрязнений
- •2.2 Методы очистки и обезвреживания отходящих газов
- •2.3. Основные физико-химические свойства пылей
- •2.4. Оценка эффективности газоочистных и пылеулавливающих установок
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 3 Сухие механические пылеуловители.
- •3.1.Пылеосадительная камера
- •3.2.Расчет пылеосадительной камеры
- •3.3.Пример расчета пылеосадительной камеры
- •3.4.Инерционные пылеуловители.
- •3.5.Жалюзийные аппараты.
- •3.6.Циклоны
- •3.7. Расчет циклона
- •3.8.Пример расчета циклона
- •3.9. Расчет батарейного циклона
- •3.10.Пример расчета батарейного циклона
- •3.11. Вихревые пылеуловители
- •3.12. Динамические пылеуловители
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 4 Очистка газов в фильтрах
- •4.1.Процесс фильтрации
- •4.2.Механизм фильтрации
- •4.3.Фильтровальные перегородки
- •4.4.Классификация фильтров
- •4.5.Тканевые рукавные фильтры
- •4.6. Расчет тканевого рукавного фильтра
- •4.7. Пример расчета тканевого рукавного фильтра
- •4.8. Волокнистые фильтры
- •4.8.1.Волокнистые фильтры тонкой очистки.
- •4.8.2 Двухступенчатые или комбинированные фильтры
- •4.9. Зернистые фильтры.
- •4.10.Расчет зернистого фильтра.
- •4.11.Пример расчета зернистого фильтра
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 5. Электрическая очистка газов
- •5.1. Физические основы работы электрофильтров
- •5.2. Расчет электрофильтра.
- •5.3.Пример расчета электрофильтра
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 6. Аппараты мокрой очистки газов от пылей
- •6.1. Достоинства и недостатки мокрых пылеуловителей
- •6.2. Физические основы мокрых пылеуловителей
- •Тепло - и массообмен в мокрых пылеуловителях.
- •6.2.1. Энергетический метод расчета эффективности мокрых пылеуловителей.
- •6.3. Конструкции мокрых пылеуловителей.
- •6.3.1. Форсуночные скрубберы.
- •6.3.2. Расчет форсуночного скруббера
- •6.3.3.Пример расчета форсуночного скруббера
- •6.3.4. Скрубберы Вентури.
- •6.3.5. Расчет скрубберов Вентури.
- •6.3.6.Пример расчета скруббера Вентури
- •6.3.7.Пример расчета трубы Вентури
- •6.4. Пылеуловители с осаждением пыли на пленку жидкости.
- •1. Мокрые аппараты центробежного действия.
- •3. Тарельчатые газоочистные аппараты.
- •6.4.1. Мокрые аппараты центробежного действия.
- •6.4.2 Мокрые аппараты ударно – инерционного действия.
- •6.4.3. Тарельчатые газоочистные аппараты.
- •6.4.4. Расчет пенного пылеулавителя
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 7. Сорбционные методы очистки газов от вредных газообразных компонентов
- •7.1. Адсорбция
- •7.1.1. Основы процесса физической абсорбции
- •7.1.2. Устройство и расчет абсорбционных аппаратов.
- •7.1.3. Расчет абсорберов.
- •7.1.4. Пример расчета абсорберов.
- •7.2. Адсорбция
- •7.2.1. Основы процесса физической адсорбции.
- •7.2.2. Характеристика адсорбентов и их виды.
- •7.2.3. Устройство адсорберов.
- •7.2.4. Расчет адсорбера с неподвижным слоем адсорбента.
- •7.2.5. Непрерывно действующие адсорберы.
- •7.2.6. Пример расчета адсорбера.
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 8. Каталитическая очистка газов.
- •8.1. Физико-химические основы каталитической очистки газов
- •8.2. Очистка оксида углерода каталитическим методом.
- •8.3. Термическое обезвреживание
- •Контрольные вопроса:
- •Глава 9 Домашняя работа.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1. Оценка эффективности газоочистных и пылеулавливающих установок
- •2. Сухие механические пылеуловители
- •3. Аппараты фильтрующего действия
- •4. Аппараты мокрой очистки газа
- •5. Электрофильтры
- •6. Аппараты сорбционной очистки газов
- •Тесты Вариант № 1
- •Вариант № 2
- •Вариант № 3
- •Вариант № 4
- •Вариант № 5
- •Вариант № 6
- •Вариант № 7
- •Вариант № 8
- •Вариант № 9
- •Вариант № 10
- •Вариант № 11
- •Вариант № 12
- •Вариант № 13
- •Вариант № 14
- •Вариант № 15
- •Вариант № 16
- •Вариант № 17
- •Вариант № 18
- •Вариант № 19
- •Вариант № 20
- •Основные физические свойства пылей
- •Давление водяных паров и влагосодержание газов при насыщении и давлении смеси 101,3 кПа (760 мм рт.Ст.)
- •Формулы для расчета основных характеристик газов применительно к различным условиям
- •Технические характеристики рукавных фильтров Фильтры фро (фильтр рукавный, с обратной продувкой)
- •Фильтры фрки (фильтр рукавный, каркасный, с импульсной продувкой)
- •Фильтры фркди (фильтры рукавные каркасные, с двухсторонней импульсной продувкой)
- •Техническая характеристика труб Вентури типа гвпв
- •Техническая характеристика каплеуловителей кцт
- •Исходные данные для расчетов
- •Рекомендуемая литература
Глава 2. Характеристика источников производственных загрязнений и физико-химические свойства пылей
2.1.Источники производственных загрязнений
Одним из следствий
техногенного влияния на окружающую
среду в ряде стран в настоящее время
является ухудшение атмосферного воздуха.
Наиболее крупнотоннажные глобальные
загрязнения атмосферы образуют
,
пыль, СО,
,
углеводороды,
.
Номенклатура загрязнений весьма широка
и включает помимо названных
,
сероуглерод,
,
галогены и их производные, сажу оксиды
металлов, различные соли и другие
соединения. Масса выбросов, как правило,
составляет миллионы тонн, при этом
степень улавливания составляет величину
80,2%.
Источники производственных загрязнений воздушного пространства разделяют:
по назначению – технологические, содержащие хвостовые газы рекуперационных, абсорбционных, адсорбционных и других улавливающих установок, а также продувочные газы из аппаратов и устройств. Для этих газов характерны высокие концентрации вредных веществ и малые объемы удаляемого воздуха (вентиляционные – местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка).
по месту расположения – незатененные или высокие находящиеся в зоне недеформированного потока. (высокие трубы, а также точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту превышающую 2,5 раза высоту производственного здания).
затемненные или низкие, расположенные над зданием на минимальной высоте.
наземные, находящиеся вблизи земной коры – открыто стоящее технологическое оборудование, открытые люки канализации, пролитые токсичные вещества, открыто хранящиеся отходы производства.
по геометрической форме – точечные (трубы, шахты, крышные вентиляторы) и линейные (аэроционные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и факелы ).
по режиму работы – непрерывного и периодического действия, мгновенные и залповые, при котором за короткий промежуток времени выделяется большое количество вредных веществ.
Все промышленные выбросы в атмосферу классифицируют по агрегатному состоянию (газообразные, жидкие, твердые и смешанные).
- по характеру отвода (непрерывные и периодические)
- по температурному потенциалу (нагретые, температура превышает температуру воздуха и холодные)
- по локализации
- по признакам очистки.
Различают также первичные выбросы, поступающие в атмосферу непосредственно от источника загрязнений и вторичные выбросы, которые являются продуктами превращения первичных выбросов, которые могут быть более токсичны и опасны.
Под очисткой газового потока понимают отделение от него или превращение его в безвредную форму загрязняющих веществ выбрасываемых в атмосферу вместе с газовым потоком. Воздушные массы могут переноситься на большие расстояеия и влиять на состояние атмосферы и здоровье человека.
В частности
происходящие с интенсивностью 0,4%
накопление в атмосфере
вследствие поглощения ИК – излучения
солнца может вызывать глобальное
потепление на планете.
Трансформация в
атмосфере
и других аналогичных выбросов может
завершиться образованием кислотных
туманов, выпадением кислотных дождей
(снегов), вызывающих коррозию многих
неорганических материалов (объектов),
а также уничтожение различных форм
флоры и фауны. Находящиеся в атмосферном
воздухе аэрозоли (пыли, дымы и туманы)
задерживают падающую на поверхность
Земли радиацию, и способствуют похолоданию
на планете. Оседающая на поверхности
ледников пыль ускоряет их таяние
вследствие более интенсивного поглощения
солнечной энергии. Атмосферные аэрозоли
вследствие их седиментации обуславливают
загрязнение токсичными веществами
поверхностных и подземных вод, а также
водоемов. Отрицательно влияют атмосферные
загрязнения на животный мир и человека.
Даже малые
концентрации
обуславливают у человека возникновения
гастрита, ларингита; предполагают даже
связь между содержанием
и раком легких. Оксид углерода СО
инактивирует гемоглобин, обуславливает
кислородную недостаточность живых
тканей, расстраивает нервную и
сердечнососудистую систему. Сероводород
вызывает головную боль, слабость, и
тошноту и даже при малых концентрациях
может обуславливать расстройство
центральной нервной и сердечнососудистой
систем. Оксиды азота раздражают
дыхательные органы, приводя к возникновению
воспалительных процессов, образуется
метагемоглобин, понижается кровяное
давление, возникает головокружение,
рвота, отдышка, возможна потеря сознания.
Хлор и его соединения влияют на обоняние,
световую чувствительность глаз, нарушают
дыхание.
Соединения фтора резко раздражают кожу и слизистую оболочку, при их длительном действии возможны носовые кровотечения, насморк, кашель, склеротические изменения в легких.
Углеводороды вызывают раздражение дыхательных путей, тошноту, головокружение, сонливость, расстройство дыхания и кровообращения. Некоторые углеводороды – канцерогенные вещества. Хроническое воздействие, радиоактивных веществ, находящихся в атмосферном воздухе даже в малых концентрациях нарушает нервную деятельность, функцию половых желез, желудочно-кишечного тракта, органов дыхания, работу надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, сердечно–сосудистой системы, изменяет форульные элементы крови, вызывает генетические аномалии.
Эти обстоятельства
обуславливает жесткие требования,
предъявляемые к выбросам в атмосферу.
Действующие ПДК в мг/
установлены почти для всех газов.
Например, ПДК
;
;
;
;
;
;
.
Это в рабочей зоне, а в жилых помещениях
на 1 – 2 прядка меньше. Если в воздух
поступает смесь газов, то их ПДК
рассчитывают по формуле:
(15)
Если примеси нагретые, то
(16)
При этом концентрация загрязнения у устья дымовой трубы, должна быть не более некоторой максимальной концентрации вычисляемой по формуле:
(17)
Для холодных выбросов расчет проводят по формуле:
(18)
(19)
Н – высота дымовой трубы
- объемный расход
газовоздушной смеси, м3/с
- разность температур
между выбрасываемым и атмосферным
воздухом
,
- коэффициенты, зависящие от условий
вертикального и горизонтального
рассеивания, значения которых составляют
,
=120
– 240
D – диаметр усть трубы
m, n –коэффициенты учитывающие условия выхода газов из источника загрязнений
F – безразмерный параметр, учитывающий скорость оседания в воздухе вредных веществ.