Повышение эффективности очистки пылегазовой смеси в аппарате распылительного типа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Химвинга Мвине

• Химвинга Мвине
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Химвинга Мвине

Основные условные обозначения

Введение

Глава 1. Обзор и анализ современного состояния промышленных газовых выбросов и перспектив интенсификации абсорбционной очистки газов

1.1 Современное состояние проблемы выбросов

1.2 Современное состояние проблемы выбросов в Замбии

1.3 Анализ перспективных решений интенсификации абсорбционной очистки газовых выбросов

1.4 Структурная схема, алгоритм задачи и результатов исследований

Глава 2. Разработка возможных направлений проведения абсорбционной очистки газов в аппарате распылительного типа и методы исследований решаемой проблемы

2.1 Разработка принципиального решения высокоэффективной установки абсорбционной очистки газов в аппарате распылительного типа

2.2 Выбор и характеристики компонентов установки очистки отходящих газов

3.2 Исследование работы аппарата распылительного типа при изменении параметров эксплуатации установки абсорбционной очистки газов

3.2.1 Анализ исследований каплеулавливающей способности цепной завесы

3.2.2 Анализ исследований поглощения С02 каплями воды

3.2.3 Анализ результатов хемосорбционной очистки от Б02

3.3 Экспериментальное определение коэффициентов критериального уравнения для расчета массопередачи в процессе абсорбционной очистки газовых выбросов в аппарате распылительного типа

Глава 4. Разработка рекомендаций по использованию результатов в

реальном секторе экономики

4.1 Разработка рекомендаций и предложений по использованию результатов проведенной в реальном секторе экономики

4.1.1 Установки очистки газов тепловых электростанций

4.1.2 Установки термохимической переработки отходов

4.1.3 Производство цемента, извести

4.1.4 Очистка газов в пивоваренной промышленности

4.1.5 Биохимическая очистка газов

4.1.6 Очистка газовых выбросов сахарного производства

4.2 Технико-экономическая оценка социальной и экологической эффективности рекомендуемых решений

Основные результаты и выводы

Список использованных источников

Приложения

Обозначение

М

Б

в

АС

в а

Уо

а йэ и и

Ри

с

Рас Рн

ЛИР

¿т

Ьт

Основные условные обозначения Величина

количество вещества, диффундирующего через межфазную поверхность в единицу времени

площадь межфазной поверхности поверхностный коэффициент массоотдачи средняя движущая сила процесса (разность концентраций) пористость "цепного" слоя удельная поверхность элементов "цепного" слоя объем одного звена удельная поверхность эквивалентный диаметр температура сухого термометра температура влажного термометра избыточное давление (разрежение) в приборе

коэффициент, зависящий от скорости движения газа около влажного термометра плотность сухого газа величина давления насыщенного пара при температуре влажного термометра tв Логарифмическое нормальное распределение медианный размер капель диаметр капли

расстояние сопла оросителя до горловины

Размерность

кг/с

м2 м/с

2

м /м

м

23

м /м

м

° с ° с

мм рт. ст.

кг/м3 Па

мкм мкм мм

Обозначение

щ

ск

Ст

с

Ка

йк с

ик

вг

с*

Явг

а

с

Э:

Величина

скорость капель

концентрация капель

средняя по поперечному сечению

концентрация частиц

концентрация вредных веществ в газовой

фазе

общая скорость массопередачи средний диаметр капель концентрация вредных веществ в жидкой фазе

скорость капель коэффициент массоотдачи концентрация вредных веществ в газовой фазе на границе раздела фаз (фактически равновесная)

критерий Рейнольдса, вычисленный по диаметру капли и относительной скорости ее движения

молекулярная диффузия в жидкости время

равновесная концентрация вредных веществ в жидкой фазе коэффициент диффузии частиц, принимаемый для общности равным сумме двух коэффициентов - броуновской диффузии Эбр и турбулентной диффузии Эр

удельный поток частиц к цепной завесе

Размерность

м/с

кол. капель/м г/см2 с

3

гмоль/м

гмоль/м • с м

гмоль/м

м/с м/с гмоль/м

м /с

с

гмоль/м

г/см с

г

*

w

Обозначение

ит

X

^т

Э

^т м

Величина

скорость течения

коэффициент сопротивления трения. скорость осаждения частиц за счет турбулентной миграции средняя скорость по сечению потока эффективность осаждения частиц в результате турбулентной миграции.

Размерность

м/с

м/с м/с

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности очистки пылегазовой смеси в аппарате распылительного типа»

Введение

Выполненная работа посвящена углубленному изучению процесса разделения пылегазовых потоков промышленного происхождения зернистыми фильтровальными перегородками, обладающими рядом уникальных свойств для достижения поставленной цели.

Актуальность работы. Защита атмосферного воздуха от загрязнений промышленными и аспирационными выбросами является одной из важнейших проблем современности. Актуальна эта проблема и для Российской Федерации, и для Замбии.

В настоящее время достаточно широко распространены для очистки газовых выбросов от твердых и газообразных загрязняющих веществ аппараты распылительного типа, в которых реализуется принцип взаимодействия газового потока с каплями жидкости. Одними из представителей прямоточного исполнения аппаратов распылительного типа являются скрубберы Вентури. На сегодняшний день аппараты этого типа являются наиболее эффективными и востребованными для целей пылеулавливания. Принцип действия этих аппаратов основан на интенсивном дроблении газовым потоком, движущимся с высокой скоростью (порядка 60 - 150 м/с), орошающей его жидкости. Осаждению частиц пыли на каплях орошающей жидкости способствуют турбулентность газового потока и высокие относительные скорости между улавливаемыми частицами пыли и каплями. Обладая неоспоримыми преимуществами, такими как: низкие капитальные затраты при строительстве (без систем очистки и возврата воды), высокая степень очистки газов от высокодисперсных частиц пыли (до 0,1 мкм), возможность очистки высокотемпературных газов и улавливание химических соединений, простота конструкции, аппараты Вентури широко распространены в промышленности, и, по оценке отечественных и зарубежных исследователей, этот уровень должен сохраниться и в прогнозируемом будущем.

Однако, несмотря на существенные преимущества, применение данных аппаратов для абсорбционной очистки газов связано с определенными недостатками, основные из которых: низкие коэффициенты массопередачи, низкая удельная производительность единицы объема аппарата, высокие энергетические затраты для создания необходимых гидродинамических режимов.

Данные недостатки препятствуют более широкому применению скрубберов Вентури и эжекторных скрубберов в системах комплексной очистки газов. Представленная работа направлена на решение проблемы одновременного удаления твердых газообразных и газообразных вредных веществ в одном аппарате.

Отдельные результаты работы были выполнены в рамках гранта «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания эффективных установок высокотемпературной очистки дымовых газов тепловых электростанций при использовании в качестве топлива продуктов переработки отходов» (гос. контракта № 16.516.11.6129), ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 гг.» и гранта «Мониторинг и прогнозирование состояния окружающей среды в местах переработки сельскохозяйственного сырья, предотвращение и ликвидация ее загрязнения за счет комплексной переработки отходов промышленного производства» (гос. контракта № 14.В37.21.2098), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.».

Цель работы - теоретическое и экспериментальное исследование механизма и кинетики процесса абсорбционной очистки газов и разработка высокоэффективных энергосберегающих аппаратов распылительного типа для минимизации антропогенного воздействия газовых выбросов предприятий на окружающую среду.

Задачи исследований

- исследование гидродинамических условий интенсификации процесса абсорбционной и хемосорбционной очистки отходящих газов;

- разработка оригинальных конструкций аппаратов распылительного типа на основе полученных данных;

- разработка математической модели процесса абсорбции вредных газов в аппарате распылительного типа;

- оценка технико-экономических показателей.

Методы исследования основаны на совместном использовании классических закономерностей массопередачи и аэрогидродинамики газовых потоков, разработанных А.Н. Плановским, Д.А. Барановым, A.A. Гухманом, М.Х. Кишеневским, Ю.В. Красовицким, А.Ю. Вальдбергом, НА. Фуксом, И.В. Петряновым-Соколовым, Е.П. Медниковым, В.Г. Левичем, В. Страуссом, С. Калвертом, А.И. Пирумовым, И.Е. Идельчиком, Р.Хигби и обеспечиваются использованием стандартизованных методов исследований; положительными, представительными и устойчиво воспроизводимыми результатами сопоставительного анализа расчетных, экспериментальных и литературных данных; а также проверкой предложенных решений в промышленных условиях. При этом максимальное расхождение результатов теоретических и экспериментальных исследований не превышает 20-22 % с доверительной вероятностью 0,95.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработан и экспериментально подтвержден способ одновременного удаления твердых и газообразных вредных веществ в аппарате распылительного типа;

- экспериментально определены коэффициенты критериального уравнения для расчета массоотдачи в процессе абсорбционной очистки газовых выбросов в аппарате распылительного типа;

- для расчета потерь энергии в аппарате распылительного типа определен вид функции и эмпирические коэффициенты, учитывающие реальную аэрогидродинамическую обстановку;

- установлено, что на выходе из диффузора наблюдается эффект укрупнения медианного диаметра капель по сравнению с медианным диаметром капель в горловине трубы Вентури.

Практическая ценность диссертации.

На основе предложенных моделей и экспериментальных исследований разработаны технологические и конструктивные решения энергосберегающих аппаратов распылительного типа, обеспечивающие высокоэффективную комплексную мокрую очистку газов (Пат. РФ № 2548092).

Полученные данные по распределению размер капель позволили предложить конструкцию аппарата с удлиненной горловиной.

Установлено, что применение цепного контактного устройства повышает эффективность очистки в аппаратах распылительного типа от токсичных соединений на 15...20%, каплеулавлевания на 5.. .10%, при этом гидравлическое сопротивление остается на том же уровне либо уменьшается на 5.10%.

Предложенные в работе технические решения апробированы и частично внедрены в компаниях: National Breweries Pic, (г. Китве, Замбия), Dizzy Mining Limited, (г. Китве, Замбия) и ЗАО «Нурлатский сахар», (г. Нурлат, Татарстан).

Предложенная схема очистки отходящих газов при термохимической переработке отходов с применением эжекторных скрубберов внедрены и используются в ООО НПП «АГК-ТК» (г. Воронеж).

Результаты работы используются в учебном процессе в Воронежском государственном университете инженерных технологий, Коппербелтском университете (Copperbelt University, Замбия) при изучении дисциплин

«Процессы и аппараты защиты окружающей среды», «Environmental engineering».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 4 всероссийских и 3 международных конференциях.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и получен 1 патент РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 145 наименований, в том числе 57 на иностранных языках, и приложений. Работа изложена на 184 страницах и содержит 49 рисунков и 19 таблиц.

Глава 1. Обзор и анализ современного состояния промышленных газовых выбросов и перспектив интенсификации абсорбционной

очистки газов

1.1 Современное состояние проблемы выбросов

В настоящее время основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха дымовыми газами на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), далее предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов (таблица 1.1.1) [1, 50].

Таблица 1.1.1 - Содержание основных загрязнителей, выбрасываемых

в атмосферу (в %)

Источник загрязнения Диоксид серы, %

Двигатель внутреннего сгорания 3,8

Промышленность 34,8

Электростанции 46,0

Различные топки и пр. 15,6

Основные компоненты дымового газа - образующиеся в процессе сжигания топлива диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOx) и твердые частицы. Помимо главных загрязнителей, в атмосфере поселков и городов наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых -формальдегид, фтористый газ, фтористый водород, соединения свинца, аммиака, фтор и др.

С 1 июля 2004 г. для действующих ТЭС европейской части России введены нормативы II Протокола Международной конвенции о трансграничном переносе (МКТП) загрязняющих веществ [2]. С установлением новых стандартов проблема очистки газовых выбросов стала более актуальной, особенно если учитывать то обстоятельство, что количество выбросов в Российской Федерации намного превышает аналогичные показатели в европейских странах (см. табл. 1.1.2).

Таблица 1.1.2 - Суммарные выбросы загрязняющих веществ в европейских странах за 2010 г. [3]

Страна Загрязнитель, т/год

Бйх NOx Ш3 Летучие органические соединения

Россия 1302 2369 830 2081

Германия 449 1323 548 1053

Великобритания 406 1106 284 789

Франция 262 1080 645 852

Италия 210 964 379 1080

Швеция 34 161 52 197

Оксиды серы выделяются в окружающую среду с отходящими газами различных производств и дымовыми газами энергетических установок. Его извлечение осложняется высокой температурой газов, низким парциальным давлением SO2 в дымовых газах, значительным содержанием пыли и других загрязняющих веществ. До сих пор остается проблематичной очистка дымовых газов ТЭС после сжигания низкосортного серосодержащего топлива [4]. Наряду с действием SO2 на человеческий организм, большое значение имеет его влияние на растения. Особенно подвержены воздействию SO2, помимо вечнозелёных хвойных деревьев, бобовые, а среди злаковых -ячмень [1].

Отрицательное влияние на человека пыли, образующейся при различных производствах определяется суммарным токсикологическим

воздействием этих пылей на различные органы. При вдыхании частицы пыли вместе с потоком воздуха попадают в легкие. При этом определенное количество частиц в зависимости от их размеров и в соответствии с физическими законами осаждается в дыхательных путях. Частицы диаметром 0,1 - 5 мкм (респирабельная фракция пыли) могут осаждаться в альвеолах, а более крупные частицы задерживаются слизистыми оболочками носовой полости, горла, трахеи, бронхов. Высокодисперсная пыль проникает во внутренние ткани и лимфатическую систему.

1.2 Современное состояние проблемы выбросов в Замбии

Основными источниками загрязнения воздуха в Замбии являются: нефтеперерабатывающая промышленность, горнодобыча, строительство, транспорт и лесные пожары, и другие отрасли промышленности.

Горнодобывающая промышленность Замбии.

Добыча медной руды является основной отраслью промышленности Замбии. На территории страны расположена значительная часть Медного пояса (Коппербелта). Потенциально самые богатые месторождения меди находятся недалеко от местности Конкола, запасы которой составляют 44,4 млн. тонн руды. Основная отрасль промышленности, которая способствует загрязнению воздуха, - горнодобывающая промышленность (Zambia Consolidated Copper Mines). Теперь она разбита на различные приватизированные подразделения (Konkola Copper Mines, Mopani Copper Mine и пр.) горнорудной промышленности. Основными загрязняющими веществами являются диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOx), оксид углерода (CO), пыли, углекислый газ (С02). Последствиями выбросов являются неприятный запах и черный дым [6].

Люди, проживающие вблизи шахт, подвергаются воздействию различных загрязняющих веществ, которые отрицательно влияют на их здоровье и самочувствие. Сельское хозяйство в значительной степени,

страдает из-за накопления тяжелых металлов, особенно меди, в почве, а также из-за вредного влияния диоксида серы (SO2) на растения. Выбросы S02 в окружающую среду решено было взять под контроль. Ncube E., Banda C., Mundike J., в своих исследованиях проводили измерения концентрации SO2 в дымовых газах и на коре деревьев ближе к местам жительства в городе Китве [7]. Количество SO2 в дымовых газах на медном заводе в течение 5 месяцев определяли газоанализатором в радиусе 10 км от источника выбросов. Пятьдесят граммов коры удаляли вручную на высоте груди по выборке из деревьев на линии разрезов. Образцы коры в потоке горячего воздуха погружали в нейтральный раствор перекиси водорода для преобразования SO2 в серную кислоту. Концентрации SO2 в дымовых газах достигли уровня 1 402 мг/м3 и тем самым превысили пороговое значение в 1 000 мкг/м3 в радиусе 4,4 км от источника выбросов. В коре деревьев также обнаружили серосодержащие соединения в количествах, превышающих допустимые значения.

Наихудшая ситуация сложилась в регионе «Коппербелт», выбросы из шахт которого так и не были взяты под контроль. В юго-западном и северовосточном направлениях от источника выбросов зафиксировали самую высокую концентрацию SO2 и случаи некроза и отмирания коры и листьев деревьев (см. рис. 1.2.1). Было отмечено, что количество загрязняющих веществ, накопленных в окружающей среде, зависело от расстояния от источника выбросов и преобладающего направления ветра.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу нарушают природное равновесие и отрицательно воздействуют на флору и фауну региона. При добыче полезных ископаемых и их выплавке происходит загрязнение атмосферного воздуха металлической пылью (свинцовой, медной и т. д.), которая осаждается на растениях, вызывая их заболевания, а также отравляет почву и воду.

Рисунок 1.2.1. Некроз и отмирание коры и листьев деревьев ближе к местам жительства в городе Китве

Люди, живущие в медном регионе в Замбии, подвергаются воздействию различных загрязняющих веществ (см. табл. 1.2.1), которые отрицательно влияют на их здоровье и самочувствие. Загрязнители воздуха, такие, как SO2, выбрасываются в атмосферу при выплавке меди и, попадая в дыхательные пути, образуют серную кислоту, вызывая раздражение органов дыхания [5]. Дети, пожилые люди и те, которые уже страдают от респираторных заболеваний, такие, как астматики, подвержены особому риску. Другие основные экологические проблемы, связанные с загрязнением

воздуха, это изменение климата и утрата биоразнообразия впоследствии

вымирания многих видов растений и животных.

Таблица 1.2.1 - Количество выбросов предприятия «Mopani Copper

mine» за сентябрь 2012 г.

Дымовая труба Концентрация загрязнителя, мг/м3

пыль SO2 CO NOx As Cd Co Pb Hg

пдк 50 1000 175 - 0,5 0,05 - 0,2 0,05

Конвертер -продувка шлака 827,22 28581,60 - - 1,80 0.30 0.08 13.8 0.67

Конвертер -продувка Си 407,73 34297,92 - - 0,28 0.01 0.04 3.68 0.01

Сернокислотный цех - 8831,71 221,2 13,83 - - - - -

Осадительная печь 172,96 3651,93 0,00 0,00 0.64 0.04 0.03 1.27 0.11

Люди, проживающие на севере, юге и востоке от шахты Нкана в городе Китве уже не могут выращивать овощи в своих садах. Накопление тяжелых металлов в почве, а также накопление SO2 на листьях вызывают некроз растений (План управления окружающей средой 2010 г). Токсикологические данные, собранные по всему миру, показывают, что человеческие жертвы могут возникнуть в результате кратковременного воздействия на

3

атмосферный воздух SO2 уровнем свыше 1000 мкг/м . Сокращение выбросов Б02 в атмосферу (которые в настоящее время достигают от 300 000 до 700 000 тонн / год) при выплавке меди в Замбии является приоритетным вопросом для правительства Замбии. Выбросы диоксида серы превышают предел, установленный Всемирной организацией здравоохранения (125 000 тонн / год), в несколько раз. В Замбии следует применять доступные технологии, чтобы помочь шахтам в минимизации загрязнения воздуха до приемлемого уровня, такие, как скрубберы, электрофильтры и циклоны для

удаления твердых частиц. На рисунке 1.2.2 представлено выбросов оксида серы в странах южной Африки [6].

количество

0

1

О

^3

страны Африки, расположенных к югу от Сахары

I Замбия

Южная Африканская Республика

I Зимбабве

2000г 2005г 2010г

8

Рисунок 1.2.2. Количество выбросов SO2 в странах южной Африки

Пивоваренная промышленность Замбии.

ЗАО «Замбийская Пивоваренная компания» (Zambian Breweries Plc) является лидером в индустрии напитков в Замбии и находится в столице в городе Лусаке. Как и любая другая отрасль с большим объемом производства, данная промышленная деятельность оказывает отрицательное влияние на окружающую среду, что в отсутствие контроля может привести к весьма неблагоприятным последствиям. Экологические проблемы, связанные с эксплуатацией пивоваренных заводов, прежде всего включают в себя следующие аспекты: потребление энергии, расход воды, сточные воды, твердые отходы и побочные продукты и выбросы в атмосферу [9].

Пивоваренные процессы требуют много энергии для отопления и охлаждения, а кроме того, большое количество воды. Снижение температуры обеспечивается системой центрального охлаждения на основе аммиака, в которой циркулируют аммиак и вторичная жидкость (например, охлажденная

вода, рассол или гликоль) и подаются к точкам, где требуется охлаждение [10].

Современная технология производства пива в Замбийской пивоваренной компании включает в себя несколько этапов. Предназначенное для пивоварения зерновое сырьё проходит предварительную обработку и превращается в пивоваренный солод. В начале непосредственного приготовления пива готовится раствор и, при смешивании его с водой получается кашица, которая имеет сладковатый вкус из-за растворённых в ней Сахаров солода. Полученный раствор перекачивается в фильтр — чан, где происходит его разделение на неохмелённое пивное сусло и дробину — нерастворимые остатки раствора, остающиеся в процессе фильтрации.

Сусло варится 1 - 2 часа с добавлением хмеля и других необходимых ингредиентов. В это же время коагулируют и выпадают в осадок белковые вещества, а также выпариваются некоторые ароматические компоненты, неблагоприятно влияющие на вкус пива. Сусло перекачивают в вихревую ванну для отделения нерастворимых остатков ячменя и хмеля, а затем в бродильный резервуар. В течение этого процесса оно охлаждается и насыщается кислородом, необходимым для размножения дрожжей.

Под воздействием добавленных в сусло дрожжей происходит брожение, при котором простейшие сахара, содержащиеся в сусле, превращаются в спирт и углекислый газ. В Замбийской пивоваренной компании брожение происходит в течение 6 дней при температуре 14 0С. Через 10 - 12 дней свежее пиво охлаждают до -2 о С. Затем его фильтрируют от остатков дрожжей с использованием намывных кизельгуровых фильтров.

Пивоваренные процессы обычно снабжаются теплом от пара котельной. Котельная ЗАО «Замбийская Пивоварня» г. Лусака (рис. 1.2.3) состоит из трех паровых котлов. Котел 1 работает единолично и имеет больший объем, в то время как котлы 2 и 3 работают одновременно и имеют меньший объем.

Рисунок 1.2.3. Котельная ЗАО «Замбийская Пивоварня»

Паровые котлы, установленные в ЗАО «Замбийская Пивоварня», относятся к типу водотрубных паровых котлов. Водотрубный котел показан на рисунке 1.2.3 является одним из видов котлов, в котором вода циркулирует по трубам и нагревается за счет огня. Уголь, который первоначально замачивают, чтобы сократить количество дыма при горении, сжигается внутри печи, создавая горячий газ, который нагревает воду в кипятильных трубах. Затем нагретая вода поднимается в паровой барабан. Топливо (уголь) поступает в печь через винтовой лифт. Воздух вдувают в печь при помощи двух центробежных вентиляторов, расположенных на обоих концах котла. Температура, давление, и другие параметры регулируются на автоматизированной панели управления. После сжигания воздух и дым покидают печь и выходят в атмосферу через циклон при температуре 190 - 195 0 Си при среднем давлении 874 кПа. В таблице 1.2.2 представлено количество выбросов дымовых труб за июль 2012 г.

Таблица 1.2.3 - Количество выбросов предприятия ЗАО «Замбийская Пивоварня» за июль 2012 г.

Параметр Результаты

СО, мг/м3 70,75

СО2, % 5,0

Б02 , мг/м 1484,28

N0*, мг/м3 106,96

Температура газа, ° С 145,3

Температура окружающей среды, ° С 30,5

Эффективность очистки, % 78

Большое количество углекислого газа, пепла и других твердых частиц выделяется в воздух при сжигании угля в пивоваренной промышленности. Диоксид серы, оксиды азота, хлористый водород, фтористый водород и кадмий также выделяются при сжигании угля и вызывают респираторные заболевания у детей и многих взрослых, даже при контакте в течение коротких периодов времени. Сердечные приступы и необратимое повреждение легких связаны с длительным воздействием продуктов сгорания [3, 12].

Воздействие оксидов азота со временем снижает способность организма вырабатывать иммунитет. Происходит увеличение случаев заболевания астмой, пневмонией и легочной недостаточностью в результате воздействия токсинов (в том числе оксида серы), выбрасываемых в атмосферу при сжигании угля. Рак также развивается в результате воздействия на организм химических веществ и газовых токсинов в атмосфере [12].

1.3 Анализ перспективных решений интенсификации абсорбционной

очистки газовых выбросов.

Очистка выбросов от загрязняющих веществ, включает в себя различные методы. Например, абсорбционный, адсорбционный, термическое дожигание [1, 13, 52]. С эффективностью очистки до 98 % технология мокрой очистки в аппаратах скрубберного типа является единственным практически выгодным методом для очистки отходящих газов [1, 14, 21].

Основное оборудование, применяемое на протяжении последних десятилетий в процессе мокрой очистки отходящих газов от вредных компонентов, процесс абсорбции, который рассматривается в качестве базового, представлено насадочными и тарельчатыми колонными аппаратами.

Основные недостатки приведенного оборудования:

1) низкие коэффициенты массопередачи;

2) низкая удельная производительность единицы объема аппарата;

3) высокие энергетические затраты для создания необходимых гидродинамических режимов.

Рассмотрим некоторые принципы интенсификации процесса абсорбции. Абсорбция, как массообменный процесс, и с химическим взаимодействием, и без него протекает в гетерогенных системах и подчиняется кинетике диффузии (молекулярной, турбулентной).

Скорость переноса вещества определяется общеизвестным уравнением массоотдачи [14, 51]:

М= в Б АС , (1.3.1)

где, М - количество вещества, диффундирующего через межфазную поверхность в единицу времени, кг/с; Б - площадь межфазной поверхности, м ; в - поверхностный коэффициент массоотдачи, м/с и АС - средняя движущая сила процесса (разность концентраций).

Способ повышения скорости процесса состоит в увеличении первых двух сомножителей в правой части уравнения (1.3.1) при заданной движущей силе переноса АС: можно увеличить интенсивный фактор -коэффициент массоотдачи в и/или экстенсивный фактор - площадь межфазной поверхности Б. Интенсификация процесса возможна при поддержании достаточно высокой разности потенциалов массопереноса АС, например, проведением сопутствующих химических взаимодействий.

Анализ свидетельствует о решающем влиянии аэрогидродинамической обстановки на значение в и °б однозначно необходимом повышении числа Рейнольдса Яв, либо об уменьшении "времени обновления межфазной поверхности" в пенетрационных моделях, что также достигается при возрастании Яв [15, 51, 52].

Увеличение Б не столь безальтернативно, как увеличение в. Во-первых, увеличение Б приводит к уменьшению размера дисперсий и, следовательно, усложняет задачу последующего разделения фаз. Во-вторых, с уменьшением размера частицы уменьшается значение Яе. В-третьих, следует учитывать рост лапласовской (т. е. обусловленной межфазным натяжением) составляющей давления в частице, что препятствует массопереносу в ней.

Согласно принятой классификации аппаратов для осуществления процессов в двухфазной системе [16, 51, 59], их подразделяют на следующие типы:

1) аппараты с фиксированной поверхностью межфазного контакта (пленочные аппараты, насадочные колонны в пленочном режиме и т. д.);

2) аппараты с контактной поверхностью, которая образуется при движении фаз (распылительные колонны, насадочные колонны в барботажном (эмульсионном) режиме, тарельчатые колонны);

3) аппараты с внешним вводом энергии (аппараты с мешалками, роторные аппараты).

Аппараты первого типа имеют низкую удельную (на единицу объема аппарата) производительность. При оценке аппаратов второго типа необходимо учитывать выявленную в 60-70-х годах особенность, состоящую в том, что до 50 % массопереноса осуществляется в период формирования дисперсии (капли, пузыри). К такому же выводу можно прийти и на основании формул Хигби [14].

В этой связи создавать "долгоживущие" дисперсии вряд ли целесообразно. Следует осуществлять процесс в режиме инверсии фаз, когда непрерывно происходит обновление межфазной поверхности и поочередно каждая из фаз становится то дисперсной, то дисперсионной.

Устойчивый и длительный режим инверсии фаз можно организовать при введении в аппарат внешней энергии и поддержании достаточно высоких чисел Яв. Поэтому наиболее распространенными оказались аппараты третьей группы, и большинство технологических аппаратов имеют устройства для ввода внешней энергии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Химвинга Мвине, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Лазарев, Н.В. Вредные вещества в промышленности: справочник для химиков, инженеров и врачей: в 3 т. / Н.В. Лазарев, И.Д. Гадаскиной. -«Химия», 2001. - Т.3 - 608 с.

2. ГОСТ Р 50831 - 95 Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. Общие технические требования. - М.: Госстандарт России, 1995. - 27 с.

3. Sparks, L.E. Air pollution, a global problem / L.E. Sparks // Journal of air pollution control association. 2011, Vol. 2. 28-32 p.

4. Abbey, D.E. Long-term ambient concentrations of total suspended particulates, ozone, and sulfur dioxide and respiratory symptoms in a nonsmoking population / D.E. Abbey, F. Petersen, P.K. Mills et al. // Arch Environ Health. 1993. - Vol. 48. - P. 33-46.

5. Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. В 4-х томахТ.3.0трасли и профессии гл. ред. А.П. Починок. - М: Мин. Труда и соц. развития РФ, 2001. - 1311 стр.

6. Longhurst, J.W.S. WIT transactions on ecology and the environment / J. W. S. Longhurst, C.A. Brebbia // WIT press, 2012. - Vol. 157. - 450 p.

7. Ncube, E. Air Pollution on the Copperbelt Province of Zambia: Effects of Sulphur Dioxide on Vegetation and Humans / E. Ncube, C. Banda, J. Mundike // Journal of Natural Environmental Science, 2012. - Vol. 3(1). - P. 34 - 41.

8. Веремчук, Л.В. Влияние загрязнения воздушной среды на формирование общей заболеваемости бронхолегочной патологией во Владивостоке / Л.В. Веремчук, Н.А. Черпак, Т.А. Гвозденко, М.В. Волкова // Медицинская экология и охрана здоровья. «Наука», № 1 (55). - 2014. - С. 4-8.

9. Zambian Breweries PLC EMS study. Process flow diagrams, 2012. Lusaka, Zambia. - 29 p.

10. The Brewers of Europe. Guidance Note for Establishing BAT in the Brewing Industry, 2002. Brussels. - 400 p.

11. Hall, J. The Oxford Companion to Beer / J. Hall, W.D. Lindell. - Oxford University Press. - 563 p.

12. Hodgson, E.A. textbook of modern toxicology / E.A. Hodgson. - 3rd edition, Wiley 2004. - 582 p.

13. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. - Учебник для вузов. - 10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепеч. С изд. 1973 г. - М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. -753 с.

14. Кутепов, A.M. Химическая гидродинамика / А.М Кутепов, А.Д. Полянин, З.Д. Запрянов, А.В. Вязьмин, Д.А. Казенин. - Справочное пособие. М.: Квантум, 1996. - 336 с.

15. Кутателадзе, С.С. Гидродинамика газожидкостных систем / С.С. Кутателадзе, М.А. Стырикович. - Изд. 2-е, перераб. И доп. М.: «Энергия», 1976. - 296 с.

16. Смола, В.И. Защита атмосферы от двуокиси серы / В.И. Смола, Н.В. Кельцев. - М.: «Металлургия», 1976. - 256 с.

17. Fathikalajahi, J. The effect of droplet size distribution liquid dispersion in a 123H123ture scrubber / J. Fathikalajahi, M.R. Talaie // J. Aerosol. Sci., 1997 -Vol. 28. - P. 291-292.

18. Goncalves, J.A.S. Atomization of liquid in a peaseanthony 123H123ture scrubber part I: Jet dynamics / J.A.S Goncalves, M.A.M. Costa, P.R. Henrique, J.R. Coury // J. Hazard. Mater, 2003. - Vol. 97(Part B)/ - P. 267 - 297.

19. Goncalves, J.A.S. Atomization of liquid in a Pease-Anthony Venturi scrubber Part II. Droplet dispersion / J.A.S. Goncalves, M.A.M. Costa, M.L. Aguiar, J. R. Coury // J. Hazard. Matter, 2004 - Vol. 116 (Part B). - P. 147-157.

20. Ahmadvand, F. CFD modeling of droplet dispersion in a Venturi scrubber / F. Ahmadvand, M.R. Talaie // Chem. Eng. J., 2010/ - Vol. 160. - P. 423-431.

21. Lehner, M. Aerosol separation efficiency of a 123 Н 123ture scrubber working in self-priming mode / M. Lehner // Aerosol Sci. Technol., 1998. - Vol. 28. - P. 389 - 402.

22. Roberts, D.B. Atomization in a 124H124ture scrubber / D.B. Roberts, J.C. Hill // Chem. Eng. Commun., 1981. - Vol. 12. - P. 33-68.

23. Mayinger, F. Operating results and aerosol deposition of a 124H124ture scrubber in self priming operation / F. Mayinger, M. Lehner // Chem. Eng. Process., 1995. - Vol. 34. - P. 283 - 288.

24. Viswanathan, S. Jet penetration measurements in a Venturi scrubber / S. Viswanathan, C.C.S. Pierre, A.W. Gnyp // Can. J. Chem. Eng., 1983. - Vol. 61. -P. 504 - 508.

25. Ananthanarayanan, N.V. Predicting the liquid flux distribution and collection efficiency in cylindrical venture scrubbers / N.V. Ananthanarayanan, S. Viswanathan // Ind. Eng. Chem. Res., 1999. - Vol. 38. - P. 223 - 232.

26. Ananthanarayanan, N.V. Effect of nozzle arrangement on 124H 124ture scrubber performance / N.V. Ananthanarayanan, S. Viswanathan // Ind. Eng. Chem. Res., 1999. - Vol. 38. - P. 4889 - 4900.

27. Talaie, M.R. Prediction of droplet dispersion and particle removal efficiency of a 124H124ture scrubber using distribution functions / M.R. Talaie, J. Fathikalajahi, M. Taheri // Iran. J. Sci. Technol., 2008. - Vol. 32(B1). - P. 25 -38.

28. Viswanathan, S. Examination of gas-liquid flow in a venture scrubber / S. Viswanathan, A.W. Gnyp, C.C.S. Pierre // Ind. Eng. Chem. Fundam., 1984. -Vol. 23(3). - P. 303 - 308.

29. Rahimi, A.A new method of eddy diffusivity calculation for droplets of a 124H124ture scrubber / A. Rahimi, J. Fathikalajahi, M. Taheri // Can. J. Chem. Eng., 2006. - Vol. 84. - P. 310 - 315.

30. Shyan, L.D. Effect of polydispersity of droplets in the prediction of flux distribution in a 124H124ture scrubber / L.D. Shyan, S. Viswanathan // Environ. Sci. Technol., 2000. - Vol. 34. - P. 5007 - 5016.

31. Roberts, D.B. Atomization in a 124H124ture scrubber / D.B. Roberts, J.C. Hill, Chem. Eng. Commun., 1981. - Vol. 12. - P. 33 - 68.

32. Alonso, D.F. Drop size measurements in 125 H 125ture scrubbers / D.F. Alonso, J. A.S. Goncalves, B.J. Azzopardi, J.R. Coury // Chem. Eng. Sci., 2001. -Vol. 56. - P. 4901 - 4911.

33. Costa, M.A.M. Droplet size in a rectangular 125 H 125ture scrubber / M.A.M. Costa, P.R. Henrique, J.A.S. Goncalves, J.R. Coury // Braz. J. Chem. Eng., 2004. - Vol. 21. - P. 335 - 343.

34. Lim, D.S. Measurement of drop size and distribution in an annular two-phase, two-component flow occurring in a 125H125ture scrubber / D.S. Lim, M.B. Ray, S. Viswanathan // Ind. Eng. Chem. Res., 2005. - Vol. 44. - P. 7458 -7468.

35. Silva, A.M. Experiments in large scale 125H125ture scrubber Part II droplet size / A.M. Silva, J.C.F. Teixeira, S.F.C.F. Teixeira // Chem. Eng. Process., 2009. - Vol. 48. - 424 - 431.

36. Calvert, S. Venturi and other atomizing scrubbers efficiency and pressure drop / S. Calvert // AICHE J., 1970. - Vol. 16(3). - P. 392 - 396.

37. Boll, R.H. Particle collection and pressure drop in 125H125ture scrubber / R.H. Boll // Ind. Eng. Chem. Fundam., 1973. - Vol. 12(1). - P. 40 - 49.

38. Hesketh, H.E. Fine particle collection efficiency related to pressure drop, scrubbant and particle properties and contact mechanism / H. E. Hesketh // J. Air Pollut. Contr. Assoc., 1974. - Vol. 24(10). - P. 939 - 942.

39. Yung, S.C. Pressure loss in 125H 125ture scrubbers / S.C Yung, H.F. Barbarika, S. Calvert // J. Air Pollut. Con. Assoc., 1977. - Vol. 27(4). - P. 348 -351.

40. Leith, D. Venturi scrubbers: Pressure loss and regain / D. Leith, D.W. Cooper, S.N. Rudnick // Aerosol. Sci. Technol., 1985. - Vol. 4. - P. 239 - 243.

41. Viswanathan, S. Annular flow pressure drop model for pease-anthony-type 125H125ture scrubbers / S. Viswanathan // AICHE J., 1985. - Vol. 31(12). - P. 1947 - 1958.

42. Allen, R.W.K. Designing for pressure drop in Venturi scrubbers: The importance of dry pressure drop / R.W.K. Allen, A. Van Santen // Chem. Eng. J., 1996. - Vol. 61. P. 203 - 211.

43. Goncalves, J.A.S. Evaluation of the models available for the prediction of pressure drop in 126H126ture scrubbers / J.A.S. Goncalves, D.F. Alonso, M.A.M. Costa, B.J. Azzopardi, J.R. Coury J. // Hazard. Mater, 2001. - Vol. 81(Part B). -123 - 140.

44. Gamisan, X. The hydrodynamics of ejector 126Н 126ture scrubbers and their modeling by an annular flow/boundary layer model / X. Gamisan, M. Sarra, F.J. Lafuente, B. J. Azzopardi // Chem. Eng. Sci., 2000. - 57. - P. 2707 - 2718.

45. Sun, H. Modeling gas-liquid flow in venture scrubbers at high pressure / H. Sun, B.J. Azzopardi // Trans. I.Chem. E., 2003. - Vol. 81(Part B). - P. 250 - 256.

46. Nasseh, S.A. Predicting pressure drop in 126 Н 126ture scrubbers with artificial neural networks / S.A Nasseh, A. Mohebbi, Z. Jeirani, A. Sarrafi // J. Hazard. Mater., 2007. - Vol. 143. - P. 144 - 149.

47. Nasseh, S.A. Estimation of pressure drop in venture scrubbers based on annular two-phase flow model, artificial neural networks and genetic algorithm. S.A. Nasseh, A. Mohebbi, A. Sarrafi, M. Taheri // Chem. Eng. J., 2009. - Vol. 150. - P. 131 - 138.

48. Silva, A.M. Experiments in a large-scale 126Н 126ture scrubber Part I: Pressure drop / A.M. Silva, J.C.F. Teixeira, S.F.C.F. Teixeira // Chem. Eng. Process., 2009. - Vol. 48. - P. 59 - 67.

49. Viswanathan, S. Examination of liquid film characteristics in the prediction of pressure drop in a Venturi scrubber / S. Viswanathan // Chem. Eng. Process., 1998. - Vol. 53(17). - P. 3161 - 3175.

50. Тимонин, A.C. Инженерно-экологический справочник. Том 1 / A.C. Тимонин. - Издательство Н. Бочкаревой. - Калуга, 2003 г.

51. Кузымина, Р.И. Техника защиты окружающей среды / Р.И. Кузымина // Издательство Саратовского университета, 2010г. - 103 с.

52. Лукин, В.Д. Очистка вентиляционных выбросов в химической промышленности / В.Д Лукин, М.И. Курочкина. - Л.: Химия, 1980. - 232 с.

53. Панов, С.Ю. Повышение эффективности аппарата распылительного типа при решении проблем промышленной экологии / С.Ю. Панов, М. Химвинга, А.В Зинковский // Вестник ВГУИТ. - 2014. - № 1. - С. 160 - 164.

54. Панов, С.Ю. Технико-экономическая оценка газоочистной установки на основе эжекторного скруббера / С.Ю. Панов, М. Химвинга, А.В Зинковский // Вестник ВГУИТ. - 2014. - № 4. - С. 241 - 245.

55. Пат. 2548092 С1 Российская Федерация, B01D47/06. Аппарат для мокрой очистки газов / С.Ю. Панов, Зинковский А.В, Химвинга М. - Опубл. 10.04.2015.

56. Головаческий, Ю.А. Оросители и форсунки скрубберов химической промышленности / Ю.А. Головаческий. - М., «Машиностроение», 1974, 271 с.

57. Чохонелидзе, А.Н. Справочник по распыливающим, оросительным и каплеулавливающим устройствам / А.Н. Чохонелидзе, В.С Гаустов, Л.П Холпанов, В.П Приходько. - М.: Энергоатомиздат, 2002.

58. Машиностроение. Энциклопедия / ред. совет: КВ. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение. Горные машины. Т. IV024 / Ю.А. Лагунова, А.П. Комиссаров, B.C. Шестаков и др.; под общ. ред. В.К Асташева, 2011. 496 с.

59. Родионов, А.И. Техника защиты окружающей среды / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.С. Торочешников. - Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. И доп. - М. : Химия 1989. - 512 с.

60. ГОСТ 17.2.4.07-90. Охрана природы. Атмосфера. Методы определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения [Текст].- Введ. 01.01.91. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 45 с.

61. Примак, А. Методы и средства контроля загрязнения атмосферы / А. Примак, А. Щербань. - Киев: Наукова думка. - 1980. - 296 с.

62. ГОСТ 17.2.4.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения [Текст].- Введ. 01.01.84.- М.: Изд-во стандартов, 1984. - 28 с.

63. Уорк, К. Загрязнение воздуха. Источники и контроль / К. Уорк, С. Уорнер. - М.: Мир. - 1980. - 539 с.

64. Г0СТ17.2.4.08-90. Охрана природы. Атмосфера. Методы определения влажности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения [Текст].- Введ. 01.01.91. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 36 с.

65. ГОСТ 17.2.4.02-81. Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ [Текст]. - Введ. 01.01.82. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 56 с.

66. ГОСТ 17.2.4.06-90. Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения [Текст].- Введ. 01.01.91. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 18 с.

67. ГОСТ Р 50820-95. Оборудование газоочистное и пылеулавливающее. Методы определения запыленности газопылевых потоков [Текст]. - Введ. 01.01.96. М.: Изд-во стандартов, 1995. - 18 с.

68. Воронцов, A.A. Дифракционный метод измерения размеров сферических частиц / A.A. Воронцов, С.Д. Шировицкая // Измерительная техника, 1987. - № 9. - С. 22-23.

69. Сасоки, Т. Лазерное устройство для измерения концентрации и размеров микрочастиц / Т. Сасоки // Санге Кикай, 1987. - С. 52-54.

70. Усманова P.P. Аппаратурное оформление системы очистки промышленных выбросов / P.P. Усманова, Г.Е. Заичков // Хим. пром-сть сегодня. - 2009. - № 5. - С. 41-46, 2.

71. Рамм, В.М. Абсорбция газов / В.М. Рамм. - Издательство «Химия», М., 1966 г. 768 с.

72. Yongqian L. Research on the application of the wet scrubber on the BSSF slag processing system at Baosteel / L. Yongqian, L. Yin, X. Yongli // Baosteel Techn. Res. - 2009. - 3, № 3. - C. 38-40.

73. Алексеев, В.Н. Количественный анализ / В.Н. Алексеев. - Под. ред. Д-ра хим. Наук П.К Агасяна. Издание 4-е перераб. М.,Химия. 1972. - 504 с.

74. Третьяков, В.Ф. Обезвреживание газовых выбросов на катализаторах с высокодисперсными активными компонентами / В.Ф. Третьяков, А.Ш Мамедов, С.А Сигачев [и др] // Современные химические технологии очистки воздушной среды. Изд. Саратовского университета, 1992. С. 13.

75. Aliseda, A. Atomization of viscous and non-newtonian liquids by a coaxial, high-speed gas jet. Experiments and droplet size modeling / A. Aliseda, E.J. Hopfinger, J.C. Lasheras, D.M. Kremer, A. Berchielli, E.K. Connolly // Int. J. Multiphase Flow. - 2008. - 34, № 2. - C. 161-175.

76. Идельчик, И. E. Аэродинамика потока и потери напора в диффузорах / И.Е. Идельчик. - В 129Н.: Промышленная аэродинамика, М. МАП, 1947, вып. 3, с. 132-209.

77. Идельчик, И.Е. Аэрогидродинамика технологических аппаратов. (Подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов) / И.Е. Идельчик. - М.: Машиностроение, 1983. - 351 с.

78. Красовицкий, Ю.В. Обеспыливание промышленных газов в фаянсовом производстве: монография / Ю.В. Красовицкий, А.В. Малинов, В.В. Дуров. - Москва : Химия, 1994. - 265 с.

79. Кишиневский, М.Х. О двух путях теоретического анализа абсорбционных процессов / М. X. Кишиневский // ЖПХ, 1955, т.28, №9. - С. 927-933.

80. Кишиневский, М.Х. О кинетике абсорбции / М. X. Кишиневский, А. В. Памфилов // ЖПХ. - 1949, т.22, №1. - С. 1173-1182.

81. Химвинга, М. Усовершенствование аппарата распылительного типа для очистки токсичных газов / М. Химвинга, А.В Зинковский, С.Ю Панов //

Материалы LII отчетной научной конференции за 2013 год: В 3 ч. 4.1. / Воронеж. гос. Ун-т инж. технол. - Воронеж, 2014. - С. 254-255.

82. Панов, С Ю. Improving the efficiency of spray type devices when solving problems in industrial ecology / СЮ Панов, M. Химвинга, Л.О Ряскина // Industrial-academic networks in cooperation activities for pharmaceutical, chemical and food fields: Международный конгресс, 17-18 сентября 2014 г.: -Л'акуила, Монтелуко де Ройо, Италия, 2014. - С 31-35.

83. Панов, С.Ю. Разработка аппарата распылительного типа и изучение процесса химической очистки газовых выбросов / С.Ю Панов, М. Химвинга, А.В Зинковский, Момотов В.С // Энергосберегающие процессы и оборудование, моделирование и оптимизация процессов, прикладная механика неоднородных сред: материалы международ. науч.-технич. конф. ЭП0М0-2014 Санкт-Петербург, Россия, 27- 28 февраля 2014 г., 2014 г. / СПб госуд. технологический инст. — СПб. : Изд-во СПбГТИ(ТУ), 2014. — С. 152154.

84. Туболкин, А.Ф. Расчеты химико-технологических процессов: Учебное пособие для вузов / А.Ф. Туболкин, Е.С. Тумаркина, Э.Я. Тарат и др. - под. ред. И. П. Мухленова - 2-е изд., перераб. И доп. - Л.: Химия 1982. - 248 с.

85. Синайский, Э.Г., Лапига Е.Я., Зайцев Ю.В. Сепарация многофазных многокомпонентных систем / Э.Г. Синайский, Е.Я. Лапига, Ю.В. Зайцев. -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. - 621 с.

86. Астарита, Дж. Массопередача с химической реакцией / Дж. Астарита. -Изд-во «Химия», 1971, стр. 224.

87. Идельчик, И. Е. Гидравлические сопротивления (физико-механические основы) / И.Е Идельчик. - Госэнергоиздат, 1954. - 316 с.

88. Химвинга, M. Разработка аппарата распылительного типа для химической очистки газовых выбросов / М. Химвинга, А.В Зинковский, С.Ю Панов // Машины и аппараты XXI века. Химия. Нефтехимия. Биотехнология: материалы интернет - конференции / Под общ. ред. проф. С.Ю. Панов: Воронеж. гос. ун-т инж. техн. - Воронеж: ВГУИГ, 2014. - С. 231-233.

89. Химвинга, М. Повышение эффективности адсорбции газов в аппарате распылительного типа / С.Н Копейкин, С.Ю Панов, М. Химвинга // Материалы студенческой научной конференции за 2015 год: В 3 ч. 4.1. / под. ред. С.Т Антипова; Воронеж. гос. Ун-т инж. технол. - Воронеж, 2015. - С. 543.

90. Химвинга, М. Исследование процесса очистки газовых выбросов в модернизированном эжекторном скруббере / С.Ю Панов, М. Химвинга // Материалы LIII отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2014 год, посвященной 85-летию ВГУИТ: В 3 ч. 4.1. / под ред. С.Т. Антипова; Воронеж. гос. ун-т инж. технол. - Воронеж: ВГУИТ, 2015. - С. 204.

91. Плетнева, Э.В. Каталитическое окисление органических веществ в газовых выбросах промышленных производств / Э.В. Плетнева, Л.Г. Зубанова, O.A. Етеревская и др. - Современные химические технологии очистки воздушной среды. Изд. Саратовского университета, 1992. С.32.

92. Денисов, A.A. Очистка выбросных газов от соединений серы: Обзор / Денисов А. А. // Энерготехнол. и ресурсосбережение. - 2009. - № 3. - С. 5560. - Рус.; рез. укр., англ.

93. Chandrasekara, P.K. Experimental aspects of combined NO[x] and SO[2] removal from flue-gas mixture in an integrated wet scrubber-electrochemical cell system / P.K. Chandrasekara, S.J Chung, T. Raju, I. Moon // Chemosphere. -2009. - 76, № 5. - C. 657-664. - Англ.

94. Жаворонков, Н.М. Гидравлические основы скрубберного процесса и теплопередача в скрубберах, М. Советская наука, 1944. 225 с.

95. Богатырев, А.Ф. Моделирование молекулярного массопереноса в умеренно-плотных газах / А.Ф. Богатырев, М.А. Незовитина // Современные инновационные технологии и оборудование: Доклады Всероссийской научно-технической конференции, Тула, 2006. - М.; Тула, 2006. - С. 94-95.

96. Филатов, Н.Н. Исследование бесфорсуночного абсорбера Вентури (гидравлика и массообмен в зоне диспергирования жидкости): автореф. дис.

... канд. тех. наук: 05.04.09 / Филатов Николай Николаевич. - М.: МИХМ, 1973. - 16 с.

97. Медников, Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей / Е.П. Медников // - М.: Наука, 1981. 176 с.

98. Левин, В.Г. Физико-химическая гидродинамика / В.Г. Левин. - М.: Издат. АН СССР, 1952. - 538 с.

99. Родионов, А.И. Определение межфазной поверхности в системе газ-жидкость на контактных тарелках / А.И. Родионов, A.M. Кашников, В.М. Радиковский. - Химическая промышленность, 1964, № 10, с. 733-741.

100. Пат. PCT/US2010/030862 США WO 2010/120755. композиции биодоступных капсул некристаллического соединения альфа-(N-сульфонамидо) ацетамина. Чандран С., Ганди Р. Б., Левой Ж. К., Перрон Р. К.

- Опубл. 21.10.2010.

101. Кэйс, В.М. Конвективный тепло- и массообмен / В.М. Кейс. - М.: Энергия, 1972. -448с.

102. Chen, P. Scrubbing of CO2 greenhouse gases, accompanied by precipitation in a continuous bubble-column scrubber / P. Chen, W. Shi, R. Du, V. Chen // Ind. and Eng. Chem. Res. - 2008. - 47, № 16. - C. 6336-6343.

103. Frössling, N. Über die Verdunstung fallender tropten / N. Frössling. -Gerlands Biets Geophysik, 1938, B. 52, S. 170-216.

104. Johnstone, H.F. Absorption of gases by liquid droplets of simple spray scrubbers / H.F. Johnstone, G.C. Williams // Ind. Eng. Chem., 1939, v. 31. N 8. -p. 993-1001.

105. Ranz, W. E. Evaporation from drops. / W. E. Ranz, W.R. Marshall // P.I, II.

- Chem. Engng Progr., 1952, v. 48, N 3, p. 141; N 4, p. 173.

106. Вырубов, Д.Н. Теплоотдача и испарение капель / Д.Н. Вырубов // Журн. Техн. физ., 1939, т. 9, № 21. - С. 1923-1931.

107. Hsu, N.T. Thermal and material transfer in turbulent gas streams: local transport from spheres / N.T. Hsu, B.H. Sage // A. I. Ch. E. Journal, 1957, v.3, N 3, p. 405-410.

108. Гупало, Ю.П. Массообмен реагирующих частиц с потоком / Ю.П. Гупало, А.Д. Полянин, Ю.С. Рязанцев. - М.: Наука, 1985. - 336 с.

109. Harriot, P.A. A review of mass transfer to interfaces / P.A. Harriot // Canad. J. Chem. Engng., 1962, v. 40, N 2, p. 60-69.

110. Keey, R.B., Glen J.B. Mass transfer from solid spheres / R.B. Keey, J.B. Glen J.B. // Canad. J. Chem. Engng., 1964, v. 42, N 5, p. 227-232.

111. Steinberger, R. L. Mass transfer from a solid soluble sphere to a following liquid stream / R.L. Steinberger, R.E. Treybal // A. I. Ch. E. Journal, 1960, v.6, p. 227.

112. Александров, И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования / И.А. Александров. - М.: Химия, 1978 280 е.,

113. Бондарь, П.Ф., Олевский В.М., Олексиюк В.Ф. Интенсификация процесса массо-обмена на секционированных контактных устройствах / П.Ф. Бондарь, В.М. Олевский, В.Ф. Олексиюк // В 133 Н.- Тез. докл. всесоюзн. совещ. «Тепломассообменное оборудование 88» ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1988, с.31-32;

114. Левич, В.Г. К теории нестационарной диффузии из движущейся капли / В.Г. Левич, B.C. Крылов, В.П. Воротилин // Додкл. АН ССР, 1965, т. 161 № 3. - С. 648 -651.

115. Павлов, КФ. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / КФ. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков.- JL: Химия, 1987.-576 е.;

116. Розен, A.M. Некоторые вопросы масштабного перехода при разработке массообменных аппаратов / A.M. Розен, Л.С. Аксельрод, В.В. Дильман // Теор. основы хим. технологии, 1967, т.1, N4, с.446-458;

117. Рамм, В.М. Абсорбционные процессы в химической промышленности / В.М. Рамм. - M.-JL: Госкомиздат, 1951.-351с.;

118. Мельников, B.C. Исследование гидродинамической структуры при анализе функций отклика на входе и выходе потока / B.C. Мельников, Ю.К. Молоканов // Теор. основы хим. технол. 1982, т. 16, Nl,c.53-58;

119. Медников, Е.П. Турбулентная миграция взвешенных частиц и теория осаждения аэрозолей в трубах, каналах и насадках / Е.П. Медников // В 134 Н.: Вторая Всесоюзн. конференция по применению аэрозолей в народном хозяйстве, Одесса: 1972, с.28;

120. Нг, Дж. Очистка дымовых газов в производстве стекла / Дж. Нг // Стекл. тара. - 2009. - № 1. - С. 27-28.

121. Дмитриев, A.B. Очистка газовых выбросов ТЭС от диоксида углерода в вихревых аппаратах с пористыми вращающимися распылителями / A.B. Дмитриев, Г.Х. Гумерова, Н.А. Николаев Н.А. // Изв. вузов. Пробл. энерг. -2009. - № 1-2. - С. 34-39.

122. Anderson, J. Computational Fluid Dynamics (Mcgraw-Hill Series in Mechanical Engineering) / J. Anderson. - 1995. - 547 p

123. Белов, И.А. Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И.А. Белов, С.А.Исаев, Балт. гос. техн. ун-т. СПб., 2001. 108 с.

124. Wilcox, D.C. Turbulence modeling for CFD / D.C. Wilcox. - 1998. 537 p.

125. Гарбарук, A.B. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений: учебное пособие / A.B. Гарбарук, М.Х. Стрелец, М.Л. Шур. - СПб: Изд-во Политехи. ун-та, 2012. - 88 с.

126. Андерсон, Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен/ Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р.// В 2х т.т., т. 2: [Пер. с англ.]. - М.: Мир., 1990.

127. Fortescue, G.F. On gas absorption into a turbulent liquid / G.F. Fortescue, J.R.A. Pearson // Chem. Eng. Sci., p. 1163-1176, 1967.

128. Панов, С.Ю. Исследование процесса очистки газовых выбросов в модернизированном эжекторном скруббере /С.Ю. Панов, М. Химвинга //

Материалы LIII отчетной научной конференции препо- давателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2014 год, посвященной 85-летию ВГУИТ [Текст] : В 3 ч. 4.1. / под ред. С.Т. Антипова; Воронеж. гос. ун-т инж. технол. - Воронеж: ВГУИТ, 2015. - с. 204.

129. Панов, С.Ю. Утилизация твердых углеродсодержащих фракций после термической переработки целлюлозосодержащих отходов путем газификации /Панов С. Ю. СклядневЕ. В. Балабанова М. Ю. //Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: материалы 5-й международной научно-технической конференции (Омск, 25-30 апреля 2015 г.). - Омск : Изд-во ИНТЕХ, 2015. С. - 178.

130. Ульянов, А.Н. Устройство для переработки изношенных шин / А.Н. Ульянов, Ю.Н. Шаповалов, В.П. Комаров, Э.Н. Куфа, С.Ю. Панов // Пат. 2367567 Российская Федерация, МПК В 01D 46/26, С 9/00. Бюл. № 26. 20.09.2009.

131. Шаповалов, Ю.Н. Установка для термической переработки органических отходов / Ю.Н. Шаповалов, А.Н. Ульянов, В.П. Комаров, Э.Н. Куфа, О.Н. Гусаров, С.Ю. Панов // Пат. 2375636 Российская Федерация, МПК7 В 01D 46/26, С 9/00. Бюл. № 34. 10.12.2009.

132. Ульянов, А.Н. Установка для получения биотоплива из изношенных шин, использованной полимерной тары, отходов мягкой кровли в режиме собственного энергообеспечения /А.Н Ульянов, Ю.Н. Шаповалов, С.Ю. Панов, В.А. Андреев // Международн. научно-практ.конф. «Биотехнология: экология крупных городов» 15-17 марта 2010 г., Москва, M.: ЗАО «Экспо-биохим. технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева.- 2010. С. 205-206.

133. Квеситадзе, Г.И. Введение в биотехнологию / Г.И. Квеситадзе, A.M. Безбородов //. - М.: «Наука», 2002 г. - 320 с.

134. Гутенёв, В.В. Промышленная экология: Уч. пос. / В.В. Гутенёв, В.В. Денисов, И.А. Денисова // . - Ростов-н/Д: Март, 2007. - 719 с.

135. Timothy, O.E. Bioscrubber for removing hazardous organic emissions from soil, water and air decontamination processes / O.E. Timothy // Risk Reduction

Engineering Laboratory Office of Research and Development U.S. Environmental Protection Agency Cincinnati, 1993. - 61 p.

136. Виестур, У.Э. Биотехнология: Биологические агенты, технология, аппаратура / У.Э Виестур, И.А. Шмите, А.В. Жилевич //. - Рига: Зинатне, 1987. - 263 с.

137. Кузнецов, А.Е. Научные основы экобиотехнологии / А.Е. Кузнецов, Н. Б. Градова // Учебное пособие для студентов. - М.: Мир, 2006. - 504 с.

138. Золотухина, Ю.А. Разработка биофильтра для очистки вентиляционных выбросов окрасочного производства / Ю.А. Золотухина, М. Химвинга, С.Ю. Панов, М.А. Провоторова // Материалы Третьей Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология». - 23-25 мая 2012 г., г. Казань: Инновационно-издательский дом «Бутлеровское наследие». - 2012.- с. 163-165

139. Химвинга, М. Гидродинамика пленочной загрузки биофильтра для очистки газов от углеводородных выбросов / М. Химвинга, М.А. Провоторова // Материалы Международной научно-технической конференции «Адаптация ведущих технологических процессов к пищевым машинным технологиям» в 3 ч. Ч. 3/ Воронеж. гос. ун-т инж. технол. -Воронеж.- 2012. - с. 181-183

140. Химвинга, М. Биологическая очистка воздуха от аммиака /М. Химвинга, М.А. Провоторова // Актуальные вопросы химической технологии и защиты окружающей среды: сб. материалов Всерос. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2012.- С. 69.

141. Вальдберг, А.Ю. Теоретические основы охраны атмосферного воздуха от загрязнения промышленными аэрозолями./ А.Ю. Вальдберг, Л.М. Исянов, Ю.И. Яламов //. - Санкт-Петербург, МП «НИИОГАЗ-Фильтр» -СПб. ГТУ РП, 1993.- 235 с.

142. Shinichiro, S. Cement kiln combustion gas extraction gas duct treatment system and theatment method: Заявка 1795510 ЕПВ, MQKC04B7/60%B03D1/02 (2006.01) / S. Shinichiro, O. Soichiro, M. Tsuyoshi // TAIHEIYO CEMENT CORP. - N 05785533.0; Заявл. 20.09.2005; Опубл. 13.06.2007

143. Золотпхпн, В.В. Управление эффективностью производства цемента: автоматизированная система учета и управления материальными потоками / В.В. Золотихин // ИнформЦемент. - 2008. - № 2. - С. 7-9. - Рус.

144. Учитель, Ю.Г. SWOT- анализ и синтез - основа формирования стратегии организации. / Ю.Г. Учитель. - Либроком, 2010.- 328с.

145. Дубровин, И. Бизнес планирование на предприятии./ И. Дубровин. -Дашков и К, 2012. - 432с.

Результаты дифракционного анализа распыла жидкости в трубе

Вентури

Result: Histogram Report

Distribution Type: Volume Mean Diameters: D [4, 3) = 90.02 urn

Result Statistics

Concentration = 0 0009 %VolDensity = 3 850 g/cub. cSpecific S.A. = 01692sqm/g D(v, 0.1) = 3.93 um D (v, 0.5) = 59.31 urn D (v, 0.9) = 22 / 94 urn D [3. 2] = 9.21 um Span = 3 777E+00 Uniformity = 1 172E+00

Size Volume

(um) Under %

0 532 0 4

0.574 0.30

0.618 0.53

0667 084

0.718 1.20

0.774 1.57

0.834 1.95

0.899 233

0.969 2.71

1 04 3.09

1 13 3.47

1 21 383

1.31 419

1 41 4.53

1.52 4.87

1 64 519

1.76 5.51

1 90 5.83

2.05 6.15

2.21 6.49

2.38 6.83

2.56 7.21

276 7.61

2.98 8.04

321 851

Size Volume

(um) Under %

346 9 02

3.73 9.57

4.02 10.17

433 1080

466 11.48

5.03 12.19

5.42 12.93

584 13.70

629 14.49

678 15.31

7.31 16.14

788 16.98

8.49 17.83

9.15 18.70

9.86 19 57

10.62 20 45

11 45 21.35

12.34 22.26

13.30 23.18

14.33 2412

15.45 25.09

16.65 26 08

17.94 27.10

19.33 2816

20.84 29 25

Size Volume

(um) Under %

22.46 30 39

24.20 31.57

26.08 32.80

2811 34 08

30.29 35.41

32.65 36 79

35.18 38.24

37.92 39.74

40 86 41.30

44 04 4293

47 46 44.61

51 15 46 36

55.12 48.17

5941 50.04

64.02 51.97

69.00 53 96

74 36 56 01

80.14 58.12

86 36 60 29

93.07 62.50

100.3 64 77

108 1 67.10

116.5 69.47

1256 71.87

135 3 74 26

Size Volume

(um) Under %

1458 76 65

157.2 79.02

1694 81 36

182 5 83 65

1967 85 88

212.0 88 02

228 5 90.06

246 2 91.97

265 4 93 74

286 0 95.32

3082 96 70

332.1 97 85

358.0 98.78

3858 99 45

4157 99 85

448 1 99 99

4829 100.00

520.4 100.00

5608 100 00

604 4 100 00

651.4 100.00

702.0 100 00

756.5 100 00

8153 100 00

878 7 100 00

Volume (%)

100

10.0

Particle Diameter (pm.)

100.0

1000.0

Mastersizer S long bed Ver 215 Senal Number 33148-96

Результаты дифракционного анализа распыла жидкости в трубе с

удлиненной горловиной

Result: Histogram Report

Sample ID: Keramik 1 Sample File: (Result Not Saved) Sample Path C:\SIZERS\DATA\ Sample Notes:

Sample Details

Run Number 1

Result Source Analysed

GMP ULTRA PRESSURE SET 3BAR, MEASURED 2.94/2 94/2 94 BAR

System Details

Range Lens: 300 mm Beam Length 10.00 mm Presentation 3$$D [Fraunhofer]

Analysis Model: Polydisperse Modifications None

Sampler: MS64

Obscuration 1 5 % Residual: 0 978%

Distribution Type: Volume Mean Diameters D [4. 3] = 11 45 um

Resutt Statistics

Concentration = 0.0001 %VolDensity = 3.850 g / cub cSpecific S.A. = 0 5490sqm/g

D(v, 0.1)= 0.94 um D (v. 0.5) = 6.33 um D (v, 0.9) = 25.03 um

D [3. 2] = 2.84 urn Span = 3 806E+00 Uniformity = 1 385E+00

Size Volume

(um) Under %

0.532 056

0.574 1.17

0.618 2.10

0 667 3.31

0.718 4.69

0.774 6.16

0.834 7.62

0899 9.08

0969 10 55

1.04 12.00

1.13 13 43

1.21 1481

1.31 1616

1 41 1745

1.52 18 69

1 64 19 89

1 76 21 06

1 90 22.21

205 23.36

2.21 24.53

2.38 25.75

2.56 27.02

2.76 28 38

2.98 29.83

321 31 39

10

Size Volume

(um) Under %

346 33.07

3.73 34.86

4.02 36.75

4 33 38 74

466 40.81

503 42.97

542 45 20

584 47 48

629 49.81

6.78 52.17

7.31 54.55

788 56 94

8.49 59.32

9.15 61.70

9.86 64.07

10.62 66.42

11 45 68.75

12.34 71.06

13.30 73.36

14 33 75.62

15.45 77.83

16 65 79.98

1794 8206

19.33 84 04

20 84 85 92

Size Volume

(um) Under %

22 46 87.68

24 20 89.31

26 08 90.80

2811 9216

30 29 93 38

32.65 94 47

3518 95 42

37 92 96 24

40 86 96 93

44.04 97.49

47 46 97.93

51 15 98 26

55.12 98 48

59.41 98.62

64 02 98 69

69.00 98.70

74 36 98 70

80 14 98 70

86 36 98.70

93 07 9871

100.3 98.75

108.1 98 83

116 5 98.95

125 6 99 09

1353 99 25

Volume (%)

Size Volume

(um) Under %

145 8 99 41

157.2 99 57

1694 99.72

182 5 99.84

1967 99 92

212.0 99 97

2285 100.00

2462 100.00

265.4 100.00

2860 100 00

308.2 100 00

332.1 100 00

358 0 100.00

385.8 100 00

415.7 100 00

448.1 100 00

482.9 100 00

520.4 100 00

5608 100 00

604 4 100.00

651.4 100 00

702.0 100.00

756 5 100 00

815.3 100 00