Совершенствование высокотемпературной очистки дымовых газов теплоэнергетических установок при использовании перфорированных фильтровальных перегородок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат наук Процко Дмитрий Сергеевич

• Процко Дмитрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Процко Дмитрий Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ-НАУКИ И ТЕХНИКИ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1 Технико-экологические проблемы теплоэнергетики и актуальность применения высокотемпературной очистки газовых потоков

1.2 Очистка дымовых газов теплоэнергетических установок

1.3 Выводы и разработки структурных схем исследований

ГЛАВА 2 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методы и средства изучения физико-химических свойств высокотемпературных аэрозолей и гидродинамические измерения газовых потоков

2.2 Описание экспериментальных установок для проведения испытаний высокотемпературных фильтровальных материалов

Глава 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРОВАНИЯ

ПЕРФОРИРОВАННЫМИ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫМИ

ПЕРЕГОРОДКАМИ

3.1 Гидродинамические особенности использования перфорированных фильтровальных перегородок

3.2 Основные механизмы улавливания частиц дисперсной фазы при разделении дымовых газовых потоков перфорированными фильтровальными перегородками

3.3 Разработка математической модели процесса фильтрования при высокотемпературной очистке газовых потоков перфорированными фильтровальными перегородками

3.4 Разработка математической модели регенерации высокотемпературных перфорированных фильтровальных 66 перегородок

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И

ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Изучение гидравлического сопротивления фильтровальных

перегородок и подбор оптимальной газовой нагрузки

4.2 Исследования эффективности осаждения взвешенных частиц

4.3 Изучение совместного влияния осаждения частиц при 91 действии электрического поля и фильтрования

4.4 Исследование процессов регенерации фильтровальных 97 перегородок

ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ

5.1 Перспективные конструктивные решения 102 высокотемпературных фильтров

5.2 Внедрение результатов исследований и промышленная 109 апробация

5.2.1. Энергетическая установка газо-лучистого отопления

5.2.2. Энергетическая установка на отработанных маслах

5.2.3. Энергетическая установка с модулем по переработке 115 изношенных шин и кровельных материалов

119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а, Ь - численный множитель; c - число частиц в единице объема аэрозоля; С -концентрация; d - диаметр; - медианный диаметр; D - коэффициент молекулярной диффузии; DT - коэффициент турбулентного переноса массы; f

- коэффициент живого сечения; Eu - число Эйлера; Н - высота слоя; K -коэффициент проскока; l - длина трубы; М - мольная масса среды; m -масса; п

- объемная концентрация дисперсной фазы в аэрозоле; р - давление; Ро -атмосферное давление; Рг - давление газа; АР - перепад давлений; АРкр -критическое сопротивление фильтра; q - удельная газовая нагрузка; Q - расход; Re - число Рейнольдса; Stk - число Стокса; Г - безразмерное время релаксации частиц; Tг - температура газа; Т - температура; Та - критерий адгезионный; Кф - скорость фильтрования; ^ - динамическая скорость; X -массовая доля фракции; х - продольная координата (толщина слоя); X, х+ и у+

безразмерная продольная и поперечная координата; у - расстояние от твердой стенки; г - массовая концентрация дисперсной фазы; е - порозность слоя; ^ -коэффициент динамической вязкости; п - общий к.п.д.; р - плотность; П -смоченный периметр канала; V - коэффициент кинематической вязкости; т -время; Тмр - периодичность регенерации.

Индексы: вх - входной; вых - выходной; н - начальный; рег - регенерация; кр -критический; ост - остаточный; отв - отверстий; ч - частиц; к - конечный; пр

- предельное; ср - среднее; огр - ограничивающее; г - пылегазовый.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Вектор развития энергетики в настоящее время направлен на расширение используемых возобновляемых видов топлива. Одним из наиболее существенных последствий, связанных с сжиганием топлива, является поступление в атмосферу загрязняющих веществ. Особенно это актуально для малых энергетических установок, где используются малые локальные энергетические установки, работающие зачастую на местных видах топлива (уголь, торф, мазут, древесина, биомасса, горючие бытовые отходы и т.п.) и выделяющие при горении загрязняющие вещества.

При рациональном использовании тепла и энергии дымовых газов с помощью экономайзеров и поршневых или турбинных детандеров, повышается технологический КПД энергогенерации, обеспечивается экономия топлива, уменьшаются удельные капиталовложения.

Существенным фактором, ограничивающим время непрерывной эффективной (с теплотехнической и механической точки зрения) эксплуатации экономайзеров и турбин, является воздействие мелких частиц, определяющее отложение продуктов сгорания и интенсивный износ рабочих поверхностей.

С позиций вышеизложенного чрезвычайную актуальность приобретает проблема повышения коэффициента использования топлива, и, особенно, улучшения экологического аспекта работы котельных и дизельных электростанций за счет снижения объема вредных выбросов и, тем самым, уменьшения вредного воздействия твердых частиц на окружающую среду и теплоутилизационных аппаратов.

Важным звеном решения проблемы, наряду с модернизацией действующего оборудования, является создание принципиально нового газоочистного оборудования, сочетающего такие характеристики, как высокая эффективность очистки, сниженное гидравлическое сопротивление и уменьшенные габариты установки.

В современных условиях ужесточения экологического законодательства в области охраны атмосферы для энергетических установок малой мощности необходима разработка малогабаритных высокоэффективных

энергосберегающих газоочистных аппаратов, работающих в условиях высоких температур при комбинации различных методов очистки.

Объект исследования. Газовые высокотемпературные потоки с твердой дисперсной фазой в выбросах теплоэнергетических установок.

Предмет исследования. Процесс высокотемпературного фильтрования газовых гетерогенных систем и аппараты для его осуществления.

Противоречия в практике. Наличие большого количества высокотемпературных газовых потоков с твердой дисперсной фазой с потребностями их разделения без предварительного снижения температуры.

Недостатки теории. Не решена задача по разработке методов инженерного расчета высокотемпературных фильтровальных перегородок и отсутствие соответствующих конструктивных решений аппаратов и надежных систем регенерации.

Цель работы Развитие теоретических основ разделения высокотемпературных газовых гетерогенных систем с твердой дисперсной фазой пористыми перегородками и разработка соответствующих аппаратурных оформлений процесса, обеспечивающих повышение эффективности и экологичности теплоэнергетических установок.

Научная задача

Расширенный анализ механизмов осаждения частиц дисперсной фазы при высокотемпературном фильтровании перфорированными фильтровальными перегородками.

Обобщение гидродинамических особенностей при высокотемпературном фильтровании перфорированными фильтровальными перегородками.

Изучение кинетики процесса и взаимосвязи эффективности улавливания твердых частиц и способов регенерации фильтровальной перегородки с учетом

специфики высокотемпературной очистки дымовых газов.

6

Реализация полученных научных результатов в виде новых конструкций высокоэффективных аппаратов очистки дымовых газов.

Научная новизна

Получены данные по гидродинамической структуре потока газов через перфорированные фильтровальные перегородки и предложены формулы для расчета гидравлического сопротивления.

Сделан всесторонний анализ экспериментальных данных по эффективности улавливания взвешенных частиц перфорированными фильтровальными перегородками и установлена зависимость степени пылеулавливания от их структуры.

Разработана математическая модель процесса осаждения твердых частиц на поверхности фильтровальной перегородки, отличающаяся от известных моделей учетом доминирующей роли инерционного и ситового механизмов осаждения, а также наличием уравнения для определения пылеуноса в зависимости от изменений режимов движения газового потока.

Установлена перспективность использования способа тангенциальной регенерации перфорированных фильтровальных перегородок.

Разработана математическая модель тангенциальной регенерации, позволяющая оценить гидродинамическую обстановку в кольцевом зазоре фильтр-циклона для определения параметров течения газа, обеспечивающего условия саморегенерации.

Подтверждена возможность использования совместного действия электрического поля и фильтрования с помощью перфорированных фильтровальных перегородок очистки дымовых газов от твердых частиц.

Практическая значимость

Выявленные закономерности исследуемого процесса позволили разработать перспективные конструкции высокотемпературных

пылеуловителей (Патент РФ 2765422 «Аппарат мокрой очистки газов», Заявка № 2021109277/04 «Фильтр-циклон» (положительное решение 13.01.2022).

Предложенные в работе научные положения, выразившихся в технических решениях, внедрены и используются: в ООО «Воронежстальмост» фильтр-циклоны на установке газолучистого отопления, в ООО «АГК-ТК», ООО «ДЕАЗ» фильтры-циклоны на энергетической установке на отработанных маслах, в ООО «КБ МКС» аппарат мокрой очистки газов с использованием в качестве каплеуловителя фильтровальной перегородки перфорированной решетки на энергетической установке, использующей отработанные шины и кровельные материалы (состав битум + целлюлоза).

Положения, выносимые на защиту:

- эмпирическая зависимость расчета коэффициента сопротивления перфорированной решетки от числа Рейнольдса и геометрических параметров решеток;

- результаты испытаний по эффективности улавливания взвешенных частиц перфорированными фильтровальными перегородками и определения зависимости степени пылеулавливания от их структуры;

- математическая модель процесса осаждения твердых частиц на поверхности перфорированной фильтровальной перегородки;

- математическая модель течения газа в зазоре между вращающимся цилиндрическим фильтровальным элементом и эллиптической обечайкой в трехмерной постановке;

- результаты вычислительных и натурных экспериментов процесса высокотемпературной тангенциальной регенерации перфорированных фильтровальных перегородок;

- результаты экспериментальных исследований совместного действия электрического поля и фильтрования с помощью перфорированных фильтровальных перегородок.

Достоверность полученных результатов.

Обеспечена применением в исследованиях научно-обоснованных методов экспериментальных исследований, использованием поверенных приборов и результатами внедрения.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены на международных и всероссийских конференциях:

III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы топливно-энергетического комплекса: добыча, производство, передача, переработка и охрана окружающей среды» (APEC -III-2021); Международной научно-исследовательской конференции по биоэкономике и зеленым технологиям BioGreen 2021; международной молодежной научной школе «Актуальные направления математического анализа и смежные вопросы» 15-17 ноября 2021 года, г. Воронеж;43 -я международной научно-практической конференции "Наука и образование: отечественный и зарубежный опыт" г. Белгород, 29ноября2021 г.; V Международной научно-практической конференции «Производственные технологии будущего: от создания к внедрению» г.Комсомольск-на-Амуре: КНАГУ. 2021;Национальной научно- практической конференции «Современные проблемы энергетики» Тюмень: ТИУ,

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование высокотемпературной очистки дымовых газов теплоэнергетических установок при использовании перфорированных фильтровальных перегородок»

Объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений. Содержит 138 страниц, 6 таблиц, 61 иллюстрации, списка использованных источников из 158 наименований и приложений.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ-НАУКИ И ТЕХНИКИ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

1.1 Технико-экологические проблемы теплоэнергетики и актуальность применения высокотемпературной очистки газовых потоков

В современном мире процветание общества, уровень жизни населения и развитие промышленности неразрывно связаны с прогрессом в энергетике.

Современный топливно-энергетический комплекс (ТЭК) включает всю совокупность предприятий, установок и сооружений, обеспечивающих производство энергии, от добычи топливных энергоресурсов, через все цепи преобразования до конечных установок потребителей, как это показано на рисунке 1.1 [1-3].

Рисунок 1.1 - Принципиальная схема технологических связей топливно-

энергетического комплекса

Технический прогресс в электроэнергетике главным образом связан с повышением экономичности производства и совершенствованием структуры топливно- энергетического баланса [4].

В настоящее время значительное количество органического топлива используется длявыработки в большей степени тепловой и небольшой части электрической энергии. Однако и в том и в другом случае при сжигании органического топлива происходит выделение продуктов горения в окружающую среду. Степень воздействие теплоэнергетических установок на окружающую среду в первую очередь зависит от вида сжигаемого топлива [59].

Для производства тепловой энергии на теплоэнергетических предприятиях в европейской части России наибольшее применение получил природный газ как основное топливо и мазут как резервное топливо, а районах Дальнего Востока и Сибири в основном уголь и мазут [10-12].

По разным оценкам, от 60 до 70 % территории России не покрыты сетью централизованного электроснабжения [13], и жизнедеятельность населения и функционирование предприятий обеспечивается главным образом средствами малой энергетики (рис. 1.2).

ЭНЕРГОУСТАНОВКИ МАЛОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

1 1

снергоустаноеки для вырзботки электроэнергии Энергоустановки дл« выработки тепла Энергоустановки для совместной выработки электроэнергии и тепла

Установки на органических топливах

I

Установки С ПОрШНвЗЫМИ ГГУ

две

Дизельные * энергоустановки

Энергоустановки с газовыми ДОС

Установки на возобновляемы* природные ресурсах

Ветроэлекгри-ческие установки

Малые ГЭС

ГГУ на дизельном топливе

ГГУ на газовом топливе

Установки на ор'анических тспливах

I

Котельные установки

Установки на возобновляемы» природных ресурса:

еотермальные установки

^ елиоустановки

Установки на твердом топливе Установки на жидком топливе Установки на ггэовом -олливс

Комбинированные установки

не базе поршневых ДВС с системами утилизации тепла

Комбинированные установки на базе ГГУ с системами утилизации тепла

Комбинированные установки на бгзе поршневых ДВС (ГГУ). котельньл и установок на возобновтаемых природных эесурсах

Рисунок 1.2 - Энергоустановки малой энергетики [13].

Установки малой энергетики характеризуются компактностью и мобильностью конструкций и ориентаций на местные, за частую альтернативные (не традиционные) виды топлива.

По данным [14] на долю предприятий малой энергетики расходуется свыше 25 % количества различных видов топлива. Штат обслуживающего персонала объектов малой энергетики превосходит количество сотрудников, работающих на станционных объектах [14].

Работы по оптимизации работы котлов и сопутствующего оборудования позволяют повысить КПД их использования на 10-20 % [15].

На объекты малой энергетики в основном сжигаются каменные угли, а также древесные материалы [16, 17] и низкокачественные углеводороды, главным образом мазуты [18].

В современном обществе актуальна проблема накопления отходов, приводящих к существенному загрязнению окружающей среды. Вовлечение горючих отходов в теплоэнергетику сегодня приведет к дополнительному развитию современной экономики[19-23].

При термохимической переработке одной тонны горючих бытовых отходов можно получить до 2,4 тонны перегретого пара с температурой 300350 оС.

К 2024 году на территории Российской Федерации рассчитывают возвести 445 МВт мощностей мусорных электростанций [24]. По прогнозам Минэкономики, общий объем допустимых инвестиций в развитие зеленой энергетики в России в 2025-2030 годах может достигать 659,29 млрд рублей [25].

В лесном секторе России на прилегающих к предприятиям лесопереработки размещено огромное количество опилок, коры, стружки, которые тоже необходимо вовлечь в энергетический баланс[15-17, 23].

В сельском хозяйстве при решении проблемы утилизации отходов сельскохозяйственной переработки и животноводства с целью получения и

использования для собственных нужд тепловой и электрической энергии приведет к снижению себестоимости производимых продуктов [26,27].

Можно констатировать, что использование возобновляемых энергоресурсов - горючих производственных и непроизводственных (бытовых, коммунальных и сельскохозяйственных) отходов для выработки тепловой и электрической энергии является одной из существенных задач энергосбережения.

Энергетика при сжигании ископаемого топлива выступает источником основных глобальных загрязнителей, поступающих в атмосферу.

В валовых выбросах вредных веществ малой энергетики до 42 % твердых частиц, до 35 % оксидов серы и до 20% оксидов углерода. Что говорит о крайне низкой эффективности золоуловителей и отсутствии газоочистных установок.

Поэтому замена устаревшего оборудования на современное и внедрение высокоэффективных газоочистных аппаратов, особенно на энергетических установках, работающих на биотопливе - пути реализации концепции экологически чистой энергетики.

Обязательным условием при введении в действие новых и реконструкции действующих теплоэнергетических установок должна быть обеспечена безусловная очистка дымовых газов от твердых частиц до значений законодательно установленных предельно-допустимых выбросов.

При рациональном использовании вторичных энергоресурсов улучшается внутренняя регенерация тепла в теплоэнергетической установке, повышается её технологический КПД [28-30].

Например, использование горючих газов для выработки пара с последующим производством электроэнергии, использование вторичных энергоресурсов (пара или горячей воды) для теплоснабжения силовых, технологических и отопительно-вентиляционных процессов позволяет улучшить общий тепловой баланс.

Наибольшие отходы теплоты имеются на паротурбинных электростанциях ( 10 - 15% от тепла сжигаемого топлива) [31-33].

Перспективным направлением является совместное использование газотурбинных и паротурбинных установок (ГТУ и ПТУ) с повышением их экономических и экологических характеристик на ~ 25-30 % [34]

Повышение начальных параметров рабочего давления и температуры газа перед турбиной ГТУ является эффективным способом улучшения показателей термической эффективности установки, ее термического КПД и удельной мощности установки на 20...25 % и сокращению расхода топлива на 5...10 %[35].

Новая схема комбинированной газовоздушной установки для малых ТЭЦ обеспечивает относительную экономию топлива, по сравнению с раздельной схемой 27,1 %, а прирост эффективности составляет 4,5 -7,5 %. Стоимости энергоносителей на перспективу оценено исходя из темпа роста цен на природный газ 20% в год, электроэнергии и теплоты - 12 %[33].

Одним из важнейших факторов, оказывающих влияние на повышение электроемкости экономики России, является очень высокий процент износа ( до 65%) энергетического оборудования [37-38].

Круговая диаграмма, представленная рис. 1(б), иллюстрирует отказы на паровых котлах, которые связаны с повреждениями как

высокотемпературных, так и низкотемпературных поверхностей нагрева, что [38].

5 6 7 8 9 10

1 - поверхности нагрева (79,3 %); 2 - котельно-вспомогательное оборудование (3,5 %); 3 - топш mono дача (2,5 0 о); 4 - обмуровка (0,3 %); 5 - автоматика (7,4 %); 6 - арматура (4,9%); 7 - прочие элементы (2,6 0о);

8 - пароперегреватели (60,4 %); 9 - трубы без обогрева (1,6 %);

10 - прочие элементы (1,2 0о); 11 - экономайзеры (19,8 %);

12 - парообразующие поверхности нагрева (17 %);

Рисунок 1.3 Распределение отказов основного оборудования (а) и поверхностей нагрева (б) современных энергетических паровых котлов [38]:

Существенным фактором, ограничивающим время непрерывной эксплуатации экономайзеров, является воздействие мелких частиц, определяющее отложение продуктов сгорания интенсивность износа рабочих поверхностей [39-56].

Отложения загрязнений на поверхностях теплообменного оборудования являются дополнительным термическим сопротивлением в процессе теплопередачи, так как представляют собой пористые структуры с низкой теплопроводностью [7].

Например, при «зарастании» участка теплообменной трубы на каждый 1 мм теплоотдача уменьшается в среднем на 2 %, а при образовании плотного загрязнения толщиной более 5 мм тепловая эффективность уменьшается уже на 25-50%[42].

Коэффициент загрязнения характеризует термическое сопротивление слоя отложений [41, 47, 55].

Зольные частицы тонких фракций более интенсивнее загрязняют трубы и образуют более толстые и плотные слои отложений, которые могут вызывать повышение температуры металла и в дальнейшем их перегреву и разрыву.

Воздействие крупных частиц приводит к утонению стенок труб (эрозия), и соответственно к снижению рабочего ресурса котла [42].

Качество воздуха оказывает существенное влияние на работу компрессора ГТУ. Так как на 1 МВт установленной мощности потребляется 3 -6 кг/с воздуха [4], даже очень низкая концентрация загрязнений приводят к эрозии лопаток, их загрязнению, повреждениям и к ухудшению эксплуатационных характеристик ГТУ( от 70 до 85 % причин отказов).

Если принять годовую наработку 5000 ч, то получим годовые потери в производстве электроэнергии 20,3 ГВт и перерасход топлива 4,37 • 106 кг (для ГТУ мощностью 150 МВт) [4].

Аспектами современной энергетики, связанными с совершенствованием газоочистных устройств являются:

1. Поиск альтернативных источников топливно -энергетических ресурсов

2. Уменьшение воздействия энергогенерирующих установокна окружающую среду при работе как на традиционных, так и на альтернативных типах топлива

3. Повышение энергетического КПД энергогенерирующих комплексов.

1.2 Очистка дымовых газов теплоэнергетических установок.

Не смотря на то, что в настоящее время с помощью технологических

мероприятий по оптимизации процессов подготовки топлива и режимов

сжигания несколько сократились валовые выбросы вредных веществ [57-59],

остаточное содержание вредных компонентов в отходящих дымовых газах

значительно превосходит значения допустимых выбросов в атмосферу.

Действенным решением экологической безопасности

теплоэнергетических установок является создание как локальных [59], так и

комплексных систем глубокой очистки дымовых газов. Один из вариантов

16

схемы комбинированной системы очистки, разработанной при участии автора, приведен на рис. 1.4[60].

1-топочное устройство, 2- скруббер; 3- высокотемпературный фильтр; 4-теплоэнергетическая установка; 5 - дымовая труба. Рисунок 1.4 - Схема комбинированной системы глубокой очистки дымовых

газов

Во всех разрабатываемых схемах важным элементом является аппарат или комбинация аппаратов по улавливанию твердых частиц дымовых газов.

В зависимости от способа очистки газа применяют золопылеулавливающие аппараты различных конструкций (таблица 1.1), отличающиеся общей и фракционной эффективностью улавливания частиц (таблица 1.2) и техническими характеристиками (таблица 1.3) [57-77].

Таблица 1.1. Пылеулавливающие аппараты, применяемые в теплоэнергетике.

Способ очистки газа Аппарат

Сухая механическая очистка Пылеосадительные камеры; инерционные I жалюзийные пылеуловители; центробежные пылеуловители (циклоны); механические вращающиеся пылеуловители

Фильтрование Рукавные тканевые фильтры; каркасные тканевые фильтры; кассетные фильтры (с набивкой);фильтры с насыпным слоем зернистого материала; фильтры из пористой пластмассы, керамики, металлокерамики

Мокрая очистка (промывка) Скрубберы (каскадные, полые с насадкой) механические вращающиеся пылеуловители струйные скрубберы; трубы-распылители пенные пылеуловители

Электрическая очистка Электрофильтры (сухие и мокрые)

Таблица 1.2. Коэффициенты очистки пылеуловителей различного типа

Тип пылеуловителя Коэффи- Приближённый

циент фракционный коэффициент

очистки,% очистки в % при размерах

частиц пыли в мкм

10 5 1

Циклон 84,2 85,0 67,0 10,0

Батарейный циклон 93,8 96,0 89,0 20,0

Гидравлический пылеуловитель 97,9 99,0 97,0 88,0

Труба Вентури с высоким перепадом

давлений 99,7 99,8 99,6 89,4

Сухой электрофильтр 94,1 98,0 92,0 82,0

Мокрый электрофильтр 99,0 99,0 98,0 92,0

Тканевый фильтр 99,8 99,9 99,9 99,0

Фракционный состав пыли:

10% масс. Частиц размером менее 2мкм, 30% масс. - - свыше 2 до 10мкм, 60% масс

- свыше 10 до 60 мкм.

Таблица 1.3. Технические характеристики наиболее применяемых пылеуловителей

Пылеуловитель Начальное Размер Эффекти- Перепад Максимальная

пылесодержание улавливае- вность п, давления температура

Сн, г/м3 мых частиц мкм % АР, Па очищаемых газов Т, °С

Циклон 400 10 70-95 400-700 400-500

Батарейный циклон 100 10 85-90 500-800 400

Центробежный скруббер 50 5 85-95 400-800 100

Скруббер Вентури 90-100 0.5-1 96-99 500-20000 100

Пенный скруббер

- однополочные 50 5 93-99 300-900 100

- многополочные 300

Электрофильтр 10-50 0,05 95-99 100-200 450

Тканевый фильтр 20 0,5-1 98-99 500-2500 100* 150** 250***

Предлагаемый фильтр 10-50 0,5-1 98-99 500-2500 500

* Полиамид; ** Полиэстер; *** Стекловолокно

Для очистки отходящих газов энергетических установок, например тепловых электростанций, от твердых частиц в основном используют аппараты центробежной (циклоны), мокрой (скрубберы), электрической (электрофильтры) очистки и фильтрования (рукавные и патронные фильтры)[61-65].

В скруббере (мокрая система очистки) частицы золы, взаимодействуя с каплями жидкости, осаждаются в шламосборник скруббера [60, 66, 67]. Недостатками применения мокрых методов очистки является большой расход воды, повышенное влагосодержание отходящих газов, которое приводит к коррозии газовых коммуникаций и последующих металлических конструкций [67].

На электростанциях, в особенности работающих по пылеугольной технологии, для очистки от твердых частиц применяются электрофильтры, вследствие универсальности, достаточно высокой эффективности (98-99 %), возможности очистки больших объемов газов[68, 69].

Однако они имеют ограниченное применение на объектах малой энергетики из-за высоких капитальных затрат и энергетических затрат (на обеспечение устойчивого энергетического поля напряжением 20 - 100 кВ[78-80]). Кроме того остаточная концентрация частиц после очистки, даже на современных электрофильтрах составляет 50 мг/м3 и больше, что все равно значительно превышает значения ПДВ.

Недостатки электрофильтра: высокие материальные затраты на оборудование, монтаж и поддержание характеристик электрического поля, большая зависимость эффективности очистки от изменения параметров очищаемых газов и состояния электродной системы.

В рукавных фильтрах для удаления частиц служат разделительные перегородки, чаще всего тканевых фильтроэлементов (рукава на проволочном каркасе) [70-77]. Эффективность улавливания золы достигает 99,5 %. Для поддержания необходимых характеристик работы фильтров их периодически регенерируют встряхиванием или продувкой сжатым воздухом.

Необходимо отметить, что в России использование рукавных фильтров для очистки дымовых газов в теплоэнергетике началось сравнительно недавно.

Рукавные фильтры имеют более стабильную и более эффективную очистку газов от твердых частиц по сравнению с другими аппаратами золоуловителями.

Сдерживающими факторами повсеместного внедрения пористых фильтров является ограниченная температура применения, высокая стоимость фильтровальных материалов, особенно термостойких, и сложность системы регенерации.

Загрязнение фильтров приводит к увеличению их сопротивления, при этом каждое падение давления на 100 Па снижает массовый расход воздуха приблизительно на 0,1 %, что сопровождается снижением выработки электроэнергии примерно на 0,22 % и электрического КПД на 0,07 % в том случае, если температура выходных газов ГТУ поддерживается постоянной [4].

Все чаще применение получили двух- или трехступенчатые пакетные фильтры и пульсирующие фильтры, которые автоматически самоочищаются благодаря перепадам давления в следствие засорения фильтра [79].

Опыт эксплуатации газоочистного оборудования показал, что на теплоэнергетических установках целесообразно использовать комбинирование различных по своему принципу действия устройств очистки газов от золы[10]:

Наиболее перспективными являются следующие коллаборации методов очистки:

1. Одновременное действие электрических и центробежных сил (электроциклоны). Электроциклоны компактны и обладают большей эффективностью чем традиционные циклоны [78].

2. Сочетание мокрой очистки и фильтрования. Применяется в схемах с полусухой очисткой отходящих газов от вредных газов впрыскиванием в поток раствора реагента с последующим улавливанием продуктов на фильтровальной перегородке [60].

3. Комбинация электрической очистки и фильтрования (электрофильтр + рукавный фильтр). При этом уменьшаются габариты и снижаются затраты на поддержание электрического поля, а также увеличивается срок службы и эффективность очистки дымовых газов [10].

4. Совмещение центробежной очистки и фильтрования. Фильтр-циклоны особенно эффективны при высокой начальной концентрации твердой фазы за счет упрощения и снижения затрат на регенерацию фильтровальной перегородки[80,148].

Металлические фильтровальные материалы могут эксплуатироваться фильтров для очистки газов при температуре до 500°С.

Для обеспечения обеспыливания при более высоких температурах был разработан новый фильтровальный материал - перфорированные металлические фильтровальные перегородки (рис. 1.5), отверстия которых

получают фотоэлектрохимической или лазерной обработкой тонколистового металла.

Рисунок 1.5. Микрофотография материала ПФ

Перфорированная металлическая фольга обладает гладкой поверхностью и равномерной структурой, которые обеспечивают осаждение пыли на поверхности материала. Степень очистки зависит от геометрических параметров материала (диаметр, форма отверстий, расстояние между отверстиями) и характеристик пылегазового потока.

Равномерное распределение отверстий с фиксированными диаметрами позволяют более корректно отображать гидродинамические характеристики материала в отличие от фетровых или тканевых фильтровальных материалов, для которых характерно выделение пыли в толще материала (глубинная фильтрация) с непрерывно меняющимися расположением и размером пор.

Данный фильтровальный материал наряду с высокой предельно допускаемой тепловой нагрузкой по сравнению с другими фильтрами имеет дополнительно ряд следующих преимуществ: низкие потери напора, простую регенерацию, лёгкость обработки и высокий срок службы. Возможные формы фильтрующих элементов показаны на рис. 1.6.

1-цилиндрические; 2-звездообразный; 3-коробчатый; 4-тарельчатый; 5-

патронный гофрированный Рисунок 1.6 -Возможные формы фильтровальных элементов из перфорированных металлических фильтровальных перегородок

Учитывая, что перфорированные металлические фильтровальные перегородки (МФП), не смотря на перспективность, не нашли ещё широкого применения в системах промышленного пылеулавливания, представляет интерес изучение фильтровальных свойств и условий оптимальной эксплуатации.

Требуется изучение влияния структуры МФП и конструктивного оформления процесса на гидродинамику пылегазового потока и на значения общей и фракционной эффективности, что имеет важное практическое значение при особо тонкой очистке дымовых газов.

Отсутствуют надежные математические методы расчета и прогнозирования основных эксплуатационных параметров аппаратов

оснащенных перфорированными фильтровальными элементами (эффективности улавливания, потери давления, оптимальной удельной газовой нагрузки).

Изучение этих вопросов требует разработки дополнительных решений по методическому обеспечению эксперимента в сочетании с традиционными способами анализа, в частности, использование электронной микроскопии и лазерной спектроскопии.

1.3 Выводы и разработки алгоритма исследований

Для снижения энергетических потерь и утилизации тепла в промышленной теплоэнергетике и соблюдения экологических нормативов требуется совершенствование систем очистки дымовых газов от твердых частиц.

Для решения поставленных целей исследований были определены локальные задачи:

- анализ данных о составе и параметрах дымовых газов теплоэнергетических установок;

- разработка, изготовление и анализ параметров работы лабораторной фильтровальной установки для оценки эффективности улавливания твердых частиц, перепада давления, надежности и ресурса работы;

- разработка конструкции высокоэффективного высокотемпературного фильтра, учитывающего специфику функционирования объектов малой энергии;

- разработка и создание элементов энергосберегающей регенерации фильтровальных перегородок;

- анализ рациональных гидродинамических условий эксплуатации фильтров;

- сравнение энергозатрат, экономической эффективности и других эксплуатационных параметров фильтров, оснащенных металлическими

перфорированными фильтровальными элементами с другими пылезолоуловителями и выявить технологические, энергетические, экономические и коммерческие преимущества и перспективы предложенного метода;

- технико-экономическая оценка и разработка мероприятий по коммерциализации фильтровальных установок использующих металлические перфорированные фильтровальные элементы.

ГЛАВА 2 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методы и средства изучения физико -химических свойств высокотемпературных аэрозолей и гидродинамические измерения газовых

потоков

Для определения характеристик работы фильтра необходимы измерения[81 -94]:

определение запыленности в отходящих газах (массовая концентрация частиц в газовом потоке; дисперсный состав пыли)

пневмометрические измерения (локальные и фиктивные скорости, статическое, динамическое давление, объемный расход газа)

измерения физико-химических свойств газов (химический состав, влажность температура газа)

Для измерения концентрации пыли применяют две группы: прямые методы, основанные на предварительном осаждении частиц пыли и исследовании осадка (гравиметрия), и косвенные методы, не требующие предварительного осаждения[86, 88, 90].

Схема установки для определения массовой концентрации пыли гравиметрическим методом приведена на рис.2.1. В качестве всасывающего устройства применяют насосы соответствующей производительности, снабженные электрическим или пневматическим приводом.

Рисунок 2.1 - Схема установки для определения массовой концентрации

гравиометрическим методом

Фильтрующее устройство подсоединяют по входу или выходу заборной трубки в зависимости от выбранного метода фильтрации.

Для предупреждения осаждения пыли в канале трубки применяют обогрев, так как замечено, что осаждение пыли весьма невелико, если температура трубки превышает температуру воздушного (газового) потока. В случае фильтрации влажного воздуха обогрев становится еще более необходимым для предотвращения конденсации водяных паров.

Гравиметрические методы определения количества пыли (массовая концентрация) до последнего времени считались довольно точными и надежными, однако трудоемкими и непозволяющими организовать с их помощью автоматизированную систему управления процессом фильтрования.

Кроме гравиметрического метода определения концентрации твердых частиц в работе использовалась лазерная спектрометрия.

Принцип действия лазерного анализатора пыли оптический и основан на регистрации рассеянного на частицах пыли видимого излучения. В качестве источника излучения в анализаторах применяется лазерный диод с длиной волны 650 нм. Свет, рассеянный на частицах пыли, регистрируется фотоприемником, расположенным под углом к источнику. В результате получают интегральную интенсивность рассеянного света, значение которой пропорционально массовой концентрации пыли.

Конструктивно анализаторы состоят из одного блока, выполненного в виде защитного корпуса, в котором размещается оптическая система, электронная плата управления и поворотный переключатель с защитной крышкой, который позволяет осуществлять автоматическую корректировку нулевых показаний. Также в блоке имеется штуцер для подключения системы обдува линзы оптической системы для предотвращения ее загрязнения в процессе эксплуатации.

Управление анализаторами, а также визуализация результатов измерений осуществляется с помощью компьютера.

Результаты измерений представлены в единицах массовой концентрации пыли (диапазоны измерений от 0 до 100 мг/м3).

Сравнение методов измерения запыленности лазерной спектрометрии и гравиметрического метода представлено на рисунке 2.2. Значения по запыленности, полученные различными методами, примерно совпадают, но измерения по гравиметрическому методы серьезно растянуты по времени.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Процко Дмитрий Сергеевич, 2022 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Салина Т.К., Чайковская Д.Д. Сущность и содержание топливно-энергетического комплекса как экономической системы//Проблемы современной экономики, N 2 (42), 2012. С. 316 - 321

2. Системы и источники энергоснабжения: учебное пособие / В. И. Беспалов; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 208 с

3. Некрасов А.С. Современное состояние теплоснабжения России // Проблемы прогнозирования. - 2011. - № 1. - С.32.

4. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов / Под ред. С.В. Цанева — М.: Издательство МЭИ, 2002. — 584 с 1.2

5. Жабо, В. В. Охрана окружающей среды на ТЭС и АЭС [Текст] / В. В. Жабо. -М.: Энергоатомиздат, 1992. - 240 с.

6. Беспалов, В. И. Природоохранные технологии на ТЭС [Текст] / В. И. Беспалов, С. У. Беспалова, М. А. Вагнер / Томский политехнический ун-т. -Томск, 2010. - 240 с.

7. Внуков, А. К. Защита атмосферы от выбросов энергообъектов: Справочник [Текст] /А. К. Внуков. - М.: Энергоатомиздат,1992. - 176 с.

8. Беспалова, С. У. Охрана воздушного бассейна от выбросов ТЭС: Учебное пособие [Текст] / С. У. Беспалова, Н. Н. Галашов / Томский политехнический ин-т. - Томск, 1985. - 240 с.

9. Вяхирева, Р. И. Экологические аспекты устойчивого развития теплоэнергетики России [Текст] / Р. И. Вяхирева. - М.: Ноосфера, 2000. - 76 с.

10. Гаак, В.К. Основные направления повышения экологической эффективности тепловой энергетики [Текст]/ В.К. Гаак, А.Ю. Финиченко, А.В. Гаак// Известия Транссиба/ Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2019. - № 4 (40). - С. 120 - 128.

11. Таймаров М.А. Совершенствование сжигания топлив в энерготехнологических агрегатах: научное издание. Казань: КГЭУ, 2010. 136 с.

12. Синайский Н.А. Использование метода тяжелой кавитации для сжигания мазута и орэмульсии / Н.А. Синайский, Т.А. Гошей // Теплоэнергетика. - 2003. - № 5. - С. 76-80.

13. ОАО РусЭнергоРесурс: Роль развития малой энергетики в России http://www.energyresource.ru/a6.php

14. В.К. Любов Уменьшение загрязнения окружающей среды// Известия высших учебных заведений «Лесной журнал». 2007. № 2. С. 135 -142.

15. Любов, В.К. Уменьшение загрязнения окружающей среды путем повышения эффективности работы котлоагрегатов и увеличения доли биотоплива в топливном балансе региона [Текст] / В.К. Любов, О.А. Любова // Успехи современного естествознания. - 2004. - № 2. - С. 120-122.

16. В.К. Любов Повышение эффективности работы котельных установок // Известия высших учебных заведений «Лесной журнал». 2007. № 5. с. 136-142.

17. Головков, С.И. Энергетическое использование древесных отходов [Текст] / С.И. Головков, И.Ф. Коперин, В.И. Найденов. - М.: Лесн. пром-сть, 1987. - 224 с.

18. Любов, В.К. Резервы энергосбережения в малой энергетике [Текст] / В.К. Любов, В.А. Дьячков // Проблемы экономии топливно -энергетических ресурсов на промпредприятиях и ТЭС: межвузов. сб. науч. тр./ СПб ГТУ РП. - СПб, 2002. - С. 138-147.

19. Энергетические перспективы практического использования твердых бытовых отходов в качестве энергоресурса /Ю.Я. Петрушенко, Г.И. Дружинин, Г.Н. Марченко, Э.Р. Алтынбаева, Г.А. Марченко //Проблемы энергетики, 2008, № 9-10. С. 73-79.

20. Батищев В.В. Город. Отходы. Экология.: Монография/В.В. Батщев - Воронеж: Издательство «Цифровая полиграфия», 2016. - 646 с.

21. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология: Учебник для вузов. - 2-ое изд., перераб. и дополн. - М.: Дрофа, 2003. - 624 с.

22. Лифшиц А.В. Современная практика управления твердыми бытовыми отходами. Чистый город. - 1999. - №1 (5). - С. 2-14.

23. Таймаров М.А. Тепловая электрическая станция мощностью 50 МВт, работающая на сжигании промышленно-бытовых и древесных отходов// Таймаров Михаил Александрович. "Тепловая электрическая станция мощностью 50 МВт, работающая на сжигании промышленно -бытовых и древесных отходов" Вестник Казанского государственного энергетического университета, по. 1 (12), 2012, рр. 33-37.

24. Е. Вавина Доля возобновляемой энергетики в России к 2025 году составит всего 1%. Газета «Ведомости» от 12.10.2018.

://www.vedomosti.ru/business/articles/2018/10/12/783562 -vsego-1

25. Канило П. М. Теплоэнергетика. Топливно-экологические проблемы и перспективы развития / П. М. Канило, А. Л. Шубенко// Проблемы машиностроения. - 2017. - Т. 20, № 1. - С. 69-77.

26. Балабанова, М.Ю. Исследования по утилизации и переработке отходов производства пищевых и кормовых продуктов [Текст] / М.Ю. Балабанова, Е.В. Скляднев, А.В. Зинковский, С.В. Шахов, С.Ю. Панов // Международный научный вестник (Вестник Объединения православных ученых). - 2016. - №3. - С. 59-6

27. Исследование технического решения экологических и энергетических проблем при термохимической переработки крупнотоннажных твердых органических отходов [Электронный ресурс]/ Балабанова М.Ю., Панов С.Ю., Репин П.С., Матвиенко Н.А., Процко Д.С. //Материалы Международной научно-исследовательской конференции по биоэкономике и зеленым технологиям BioGreen 2021. Барнаул. 2021 https://conferences.science/conferences/biogreen-2021.html

28. Сорока Б.С. Интенсификация тепломассообменных процессов при сжигании топлива в печах. 2. Увеличение результирующего теплового потока и экономия топлива // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2006. - N 6. -С.3-15.

29. Сотникова О.А., Турбин В.С., Григорьев В.А. Аккумуляторы теплоты теплогенерирующих установок систем теплоснабжения // Экол. вестн. России. - 2008. - N 1. - С.13-16.

30. Утилизация теплоты уходящих газов в поверхностных теплообменниках / Бабкина О.В., Рудаков К.В., Родненко Д.А., Баскаков А.П. // Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности: материалы 3 рос. науч.-техн. конф., Ульяновск, 24-25 апр. 2001. - Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2001. - С.258-260.

31. Повышение экономичности котлов путем утилизации тепла уходящих газов с применением новых видов поверхностей нагрева // Энергетик. - 2006. - N 4. - С.36.

32. Гетман В. В., Лежнева Н. В. Методы утилизации теплоты уходящих газов от энергетических установок // Вестник Казанского технологического университета. 2013. №12. С. 104-107.

33. Николаев Ю. Е., Мракин А. Н. Оценка эффективности применения на малых тэц комбинированных газовоздушных энергетических установок // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2009. №1-2. С. 40-46.

34. В.М. Масленников Модернизация существующих паротурбинных установок путем газотурбинных надстроек с частичным окислением природного газа //Теплоэнергетика, 2000. №3. С. 39-41.

35. Рабочие процессы газо- и паротурбинных установок тепловых электрических станций. Рабочие процессы газотурбинных установок: Учеб. пособие / К.Д. Андреев, С.Ю. Оленников, В.Г. Полищук, В.А. Рассохин, Н.П. Соколов - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010. - 227 с.

36. Сорока Б.С. Интенсификация тепломассообменных процессов при сжигании топлива в печах. 1. Развитие теории топливных печей и топочных процессов // Экотехнол. и ресурсосбережение. - 2006. - N 5. - С.3-14.

37. Федяков И.В. Электроэнергетика: износ оборудования как системная проблема отрасли // Академия Энергетики. - 2013. - № 1. - С.4-9.

38. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС: [учеб. пособие для теплоэнергетических и энергомашиностроительных вузов] / [Г. П. Гладышев, Р. З. Аминов, В. З. Гуревич и др.]; под ред. А. И. Андрющенко. - М. :Высш. шк., 1991. - 303 с.

39. Липов Ю. М. Котельные установки и парогенераторы / Ю. М. Липов, Ю. М.Третьяков. - Москва-Ижевск : НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2003. - 592 с.

40. Ковалев А. П. Парогенераторы: [учебник для вузов] / Ковалев А. П., Лебедев Н. С., Виленский Т. В.; под общ. ред. А. П. Ковалева. - М. : Энергоатомиздат, 1985. - 376 с.

41. Галковский В.А., Чупова М.В. Анализ снижения коэффициента теплопередачи теплообменных аппаратов вследствие загрязнения поверхности // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №2 (2017) http://naukovedenie.ru/PDF/41TVN217.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.

42. О механизме локальной эрозии элементов газового тракта котлов частицами летучей золы/ Г.В. Кузнецов, Г.В. Таратушкина//Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 5. С. 106-109

43. Хавин Г.Л. Прогнозирование величины отложений на поверхности пластинчатых теплообменников\\ 1нтегроваш технологи та енергозбереження 1'2013. - с. 3-10

44. Гаврилов А.Ф. Загрязнение и очистка поверхностей нагрева котельных установок/ А.Ф. Гаврилов, Б.М. Малкин. - М.: Энергия, 1980. -328 с.

45. Горячкин В.Ю. Интенсивность коррозионных процессов в утилизационных котлах при сжигании водотопливных эмульсий / В.Ю. Горячкин, В.С. Корниенко // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2013.-№ 2. - С. 101-110.

46. Корниенко В.С. Интенсивность процессов загрязнения поверхностей нагрева утилизационных котлов при сжигании водомазутных эмульсий// Авиационно-космическая техника и технология. - 2017. - № 1. -С. 48-53.

47. Щукина Т.В., Комиссарова Е.Н. О теплопроводности отложений на теплообменных поверхностях в системах теплоснабжения // Изв. вузов. Стр -во. - 2001. - N 8. - С.99-102. - Библиогр.: 2 назв.

48. Щукина Т.В., Комиссарова Е.Н. Оценка эффективности методов борьбы с отложениями на теплообменных поверхностях // Научно-технические проблемы систем теплогазоснабжения, вентиляции, водоснабжения и водоотведения: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж, 2002. -С.110-113.

49. Сотникова О.А., Черенков С.И. Обоснование перспективных направлений снижения интенсивности коррозии теплообменных поверхностей котлов теплогенерирующих установок систем теплоснабжения // Инж. системы и сооружения. - 2009. - N 1(1). - С.99-107.

50. Тарадай А.М., Коваленко Л.М., Гурин Е.П. К вопросу оценки теплоэнергетической эффективности теплообменников, применяемых в муниципальной теплоэнергетике // Новости теплоснабжения. - 2003. - N 6. -С.40-43.

51. Теоретические основы расчета и проектирования теплообменных аппаратов газотурбинных установок / Суханов В.А., Гольдберг Л., Безухов А.П., Бодров А.И.: учеб. пособие. - СПб.: С.- Петерб. ин-т машиностроения, 2003. - 98 с.

52. Теплообменные аппараты газотурбинных установок. Основы проектирования: монография / Богов И.А., Суханов В.А., Безухов А.П. и др. -СПб.: Полигон, 2010. - 208 с.

53. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок: учеб. / Под ред. А.И. Леонтьева. - М.: Изд-во МГТУ, 2003. - 592 с.

54. Техническое обслуживание и ремонт теплообменных аппаратов паротурбинных установок: учеб. пособие / Бродов Ю.М. и др. -Екатеринбург: УГТУ, 2005. - 301 с.

55. Нерезько А.В., Карницкий Н.Б., Чиж В.А. Теплофизические свойства и структура отложений на поверхностях нагрева энергетического оборудования // Изв. вузов и энерг. объедин. СНГ. Энергетика. - 2007. - N 1. -С.55-60.

56. Шарапов В.И., Маликов М.А. Повышение эффективности работы теплообменного оборудования турбоустановок ТЭЦ. - Ульяновск: УлГТУ, 2012. - 241 с.

57. Лабейш В.Г. Природоохранные технологии в теплоэнергетике. / В.Г. Лабейш. СПб.: СЗТУ, 2002. 82с.

58. Рихтер Л.А. Охрана водного и воздушного бассейнов ТЭС./ Л.А. Рихтер, Э.П. Волков, В.Н. Покровский. М.: Энергия, 2001. 296с.

59. Симонов В. Ф., Пономарева Н. В., Агеев М. А. Оптимизация систем глубокой очистки дымовых газов пылеугольных энергетических котлов // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. 2006. №9-10.

60. Complex Flue Gas Cleaning of Thermal Power Plants/Protsko D.S., Panov S.Y., Lobachova N.N., Lavrov S.V., Belozercev A.SV/В сборнике: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 3, Mining, Production, Transmission, Processing and Environmental Protection. Сер. "III International Scientific and Practical Conference "Actual Problems of the Energy Complex: Mining, Production, Transmission, Processing and Environmental Protection"" 2021.С. 012017

61. Экология: (Адаптированный курс для бакалавров) / В. Н. Большаков [и др.]; под ред. Г. В. Тягунова, Ю. Г. Ярошенко. М. : КНОРУС, 2014. 377 с.

62. Абрамов А.И. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций: Учеб. пособие /А.И.Абрамов, Д.П. Елизаров, А.Н.Ремезов и др. М.: Изд-во МЭИ, 2001. 378 с.

63. Экология энергетики: Учебное пособие/Под общей редакцией В.Я.Путилова. М.: Издво МЭИ, 2003. 716 с.

64. Иванов В.С., Суслов Д.Ю. Тенденции развития обеспыливающих аппаратов циклонного типа. Современные наукоемкие технологии. - 2014. -№ 7 (часть 2) -С. 68-70.

65. Экология: учебник / В. Н. Большаков [и др.]; под ред. Г. В. Тягунова, Ю. Г. Ярошенко. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Университетская книга: Логос, 2010. 504 с.

66. Кропп Л. И., Лавров Б. Е., Палатник Н. В., Шульгин Е. С. Опытно-промышленная проверка технологии золоочистки в мокрых золоуловителях с трубами Вентури с достижением степени золоулавливания не менее 99% // Электрические станции.— 1988.— № 3.— с. 19-22.

67. Кричевцов Е. А., Лалетин В. Г., Афонин А. Я., Щелоков Я. М. Очистка конвертерных газов в скруберрах Вентури с регулируемой горловиной // Промышленная и санитарная очистка газов.— 1984.— № 3.— с. 1-2.

68. Зыков А. М., Чеканов Р. С., Ларцин В. В. Снижение выбросов летучей золы на ТЭС при электрогазоочистке // Известия РАН. Энергетика.— 1997.— № 5.— с. 58-64.

69. Морозов В. Г., Изох А. И., Ткаченко В. М. и др. Очистка дымовых газов установки огневого обезвреживания сточных вод в электрофильтре УГМ-2-3,5 // Промышленная и санитарная очистка газов.— 1994.— № 4.— с. 6.

70. Оценка перспективности использования рукавных фильтров для очистки дымовых газов мазутных котлов / Попета В. В., Пермяков А. Б. // Изв. Акад. пром. экол. - 2000. - 1. - С. 78-81.

71. Исследование и разработка фильтров из металлической сетки для очистки промышленных газов / Теверовский Б. З., Шелудько И. Б. // Металлург. и горноруд. пром-сть. - 1999. - 4. - С. 124-126.

72. О возможности использования металлокерамических фильтрующих элементов для очисти вентиляционных выбросов промышленных предприятий / Тен Г. И., Косяков А. А., Карякин В. С., Бочкова И. М., Кубасов А. В. // Цв. мет. - 1997. - 3. - С. 37—40. ; рез. англ.

73. Вальдберг, А. Ю. Выбор пылеуловителей для очистки промышленных газов / А. Ю. Вальдберг // Хим. и нефтегаз. машиностроение. - 1997. - № 1. - С. 26-28.

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

75. Выбор инженерных решений по охране воздуха рабочей зоны и приземного слоя атмосферы : учеб. пособие / В. П. Журавлев, Н. А. Страхова, Л. Ю. Овчинников, С. Л. Пущенко, С. С. Самонин; Ростов. гос. строит. ун-т. - Ростов -на- Дону, 1997. - 131 с.

76. Расчет и выбор пылеулавливающего оборудования: Учебн. пособие /В.А. Горемыкин, С.Ю. Панов, М.К. Аль-Кудах, Ю.В. Красовицкий, А.М. Болдырев, Ю.Н. Шаповалов; Воронеж. гос. арх.- строит. акад. - Воронеж, 2000.- 326 с.

77. Громов Ю.И. Рукавный фильтр с импульсной продувкой для вакуумных систем/ Ю.И. Громов, Р.А. Тупицын// Химическое и нефтяное машиностроение, 1985.- №10.- с. 5.

78. Швыдкий В.С., Ладыгичев М.Г. Очистка газов: Справочное издание / В. С. Швыдкий, М.Г. Ладыгичев. - М.: Теплоэнергетик, 2002. - 640 с

79. Зарубежное и отечественное оборудование для очистки газов: справ. изд. / М. Г. Ладыгичев, Г. Я. Бернер. - М.: Теплотехник, 2004. - 696 с.

80. Экотехника : Защита атмосфер. воздуха от выбросов пыли, аэрозолей и туманов Холдинговая группа "Кондор Эко - СФ НИИОГАЗ"; Под ред. Л. В. Чекалова Ярославль : Русь , 2004 - 424 с.

81. ГОСТ 17.0.0.04-90. Охрана природы. Атмосфера. Экологический паспорт промышленного предприятия. Основные положения . - Введ. Введ. 01.01.91. - М.: Госком. стандартов, 1990. - 12 с.

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

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

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

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

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

87.ГОСТ17.2.4.08-90. Охрана природы. Атмосфера. Методы определения влажности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения .- Введ. 01.01.91. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 36 с.

88.Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86 / ЛЭПТ. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.

89.Гордон, Г. М. Контроль пылеулавливающих установок / Г. М. Гордон, И. Л. Пейсахов. - М. : Металлургия, 1973. - 384 с.

90.Балтренас, П. Методы и приборы контроля запыленности техносферы / П. Балтренас, Ю. Кауналис. - Вильнюс: Техника, 1994.- 207 с.

91.Контроль за выбросами в атмосферу и работой газоочистных установок на предприятиях машиностроения : практ. рук. / Н. Г. Булгакова [и др.]. - М. : Машиностроение, 1984. - 128 с.

92.Приборы для определения состава и свойств газов, жидкостей, твердых и сыпучих веществ. Приборы охраны окружающей среды : номенклатур. справочник / Центр. науч.-исслед. ин-т информ. и техн.-экон. исследований приборостроения, средств автоматизации и систем упр. ; сост. Н. В. Жарникова. - М. : ЦНИИТЭИприборостроения, 1981. - 60 с.

93.Анализ объектов окружающей среды. Инструментальные методы // Под. ред. Сониасси Р.Г. - М.: Мир, 1993. - 78с.

94.Хансуваров К. И., Цейтлин В.Г. Техника измерения давления, расхода, количества и уровня жидкости, газа и пара: Учебное пособие для техникумов. — М.: Издательство стандартов, 1990. 287 с

95. Идельчик И.Е. Аэрогидродинамика технологических аппаратов. М.: Машиностроение, 1983. 353 с.

96. Энтин В.И. и др. Аэродинамические способы повышения эффективности систем и аппаратов пылеулавливания в производстве огнеупоров./ Энтин В.И., Красовицкий Ю.В., АнжеуровН.М., Болдырев А.М., Ф.Шраге. Воронеж.: «Истоки», 1998.432 с.

97. R. A. Sampson: On Stokes's current function, Philosophical Transactions of the Royal Society of London A 182 (1891) 449 - 518. https://ia800701.us.archive.org/30/items/paper-doi-10_1098_rspl_1890_0064/paper-doi- 10_1098_rspl_1890_0064.pdf

98. K.-K. Tio; S. S. Sadhal: Boundary Conditions for Stokes flow near a porous membrane, Applied Scientific Research 52 (1994) 1 - 20.

99. Z. Dagan; S. Weinbaum; R. Pfeffer: An infinite-series solution for the creeping motion through an orifice of finite length, Journal Fluid Mechanics 115 (1982) 505 - 523.

100. C. J. M. van Rijn: Micro filtration membrane sieve with silicon micro machining for indutrial and biomedical applications, University of Twente 1995.

101. J. M. Yang: Prediction of the pressure drop through micromachined particle filters, Technical proceedings of International Conference on Modeling and Simulation of Microsystems (1999) 546 - 549.

102. J. M. Yang: Micromachined particle filter with low power dissipation, Journal of Fluids Engineering 123 (2001) 899 - 908.

103. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. 560 с.

104. Справочник по расчетам гидравлических и вентиляционных систем/ А.С. Юрьев, С.Ю. Пирогов, В.М. Низовцев, И.Г. Грачев, А.И. Преснов,Н.П. Савищенко, А.Н. Соколова. С.-Пб: АНОНПО«Мирисемья», 2001. 1154 с.

105. Гидродинамические особенности перфорированных фильтровальных перегородок /Д.С. Процко, С.Ю. Панов, А.А. Хвостов, А.А.Журавлев, О.А. Семенихин// Насосы, турбины, системы. 2020. №4 С. 55 -62

106.Белоусов В.В. Теоретические основы процессов газоочистки / В.В. Белоусов. - М., 1988. - 256 с.

107.Бочкарев, В.В. Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды/ Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. - 318 с.

108.Löffler F. Staubabscheidung. - Georg Thieme Verlag Stuttgart. - 1988. - 354 s.

109.Lawrence K., Norman C., Yung-Tse Hung. Air Pollution Control Engineering. - New York: Humana Press Inc., 2004. - 628 p.

110.Энергосберегающее пылеулавливание при производстве керамических пигментов по «сухому» способу /В.А. Горемыкин, Ю.В. Красовицкий, С.Ю. Панов, А.В. Логинов. - Воронеж: Воронежский государственный университет, 2001. - 296 с.

111.M. Stieß, Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie 1, 3. Aufl., Springer, Berlin 2009

112.Tien, Chi. Introduction To Cake FiltrationText.: Analyses, Experiments And Applications. Elsevier Science & Technology (Netherlands), 2006. 292 p.

113.Влияние механизмов осаждения частиц аэрозоля на управление процессом регенерации зернистых фильтров / Шипилова Е.А., Хворостян А.В. // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно -строительного университета. Серия: Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2015. № 1 (5). С. 2326.

114.Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа: учеб.: [для вузов по специальности "Механика"] / Л.Г. Лойцянский. - Изд. 7-е, испр. - М.: Дрофа, 2003. - 840 с.

115.Панов С.Ю. Совершенствование процессов энергосберегающей регенерации фильтрованных перегородок в системах промышленного пылеулавливания: диссертация... доктора технических наук : 05.17.08. -ГОУВПО "Ивановский государственный химико-технологический университет". - Иваново, 2011. - 261 с.

116.Зимон, А.Д. Аутогезия сыпучих материалов / А.Д. Зимон, Е.И. Андрианов. - М.: Металлургия, 1978. - 288 с.

117.Электроэнергетика. Испытательные и электрофизические установки высокого напряжения: Учеб. Пособие / Ю.Э. Адамьян, И.М Богатенков, Ю.Н. Бочаров, Э.И. Янчус. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2012. 232 с.

118.Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Миндубаев Р.Ф. Очистка газов от аэрозольных частиц сепараторами с насадками/ Казань: издательство «Печатный двор», 2003. - 120 с.

119.Мак-Даниель И., Э. Мэзон. Подвижность и диффузия ионов в газах [Текст] / М.: Мир, 1976. - 392 с.

120.Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей [Текст] / М.: Наука. -1980. - 176 с.

121.Термические бимолекулярные реакции в газах/ В.Н. Кондратьев, Е.Е. Никитин, А.И. Резников, С.Я. Уманский. - М.: Наука, 1976. - 275 с.

122. Электрофизические основы техники высоких напряжений: учебник для вузов / И.М. Бортник и др.; под общ. ред. И.П. Верещагина. -М.: Издательский дом МЭИ, 2016. - 704 с.

123. M., Alguacil F.J. Penetration of aerosol undergoing combined electrostatic dispersion and diffusion in a cylindrical tube // J. Aerosol Sci. 2007. V. 38, No 5. P. 481 493.

124.Hinds W.C. Aerosol technology: properties, behavior, and measurement of airborne particles. N.Y.: Wiley, 1999. 464 p.

125.Guha, A. Transport and deposition of particles in turbulent and laminar flow. Annu. Rev. Fluid Mech. 2008, 40, 311-341.

126.Shah M.E., Rasul M.G., Khan М.М., Deev A.V., Subaschandar N. A Numerical Model of an Electrostatic Precipitator // 16th Australasian fluid mechanics conference Crowne Plaza, Gold Coast, Australia, 2007. - Gold Coast, 2007 - P. 1050-1054.

127.Особенности улавливания частиц дисперсной фазы при разделении дымовых газовых потоков перфорированными фильтровальными перегородками/Д.С. Процко, С.Ю. Панов, О. М. Белых, А.А. Хвостов, Е.А.Шипилов,а// Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 4. С. 295-301. doi:10.20914/2310-1202-2021-4-295-301

128. А.А. Маньков, Ю.В. Красовицкий, В.Г. Стогней, Д.Б. Трощенко, Е.В. Архангельская, Н.Н. Лобачева Определение гидравлического

сопротивления фильтровальных перегородок цилиндрической формы при истечении и засасывании пылегазового потока. Вестник Воронежского государственного технического университета ВГТУ. 2008; Т.4. 3:18 -20.

129. Пайметов А.Н., Панин А.И., Князькин С.В., Лушников А.А. Анализ использования текстильных фильтров, применяемых при очистке воздуха от пыли. Транспортное дело России. 2014; 4. 32-34.

130. Зыкова Ю.А., Самохвалов Н.М., Виноградов В.В. Сопротивление пылевого осадка в щелевом фильтре. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016;Т. 327. N 4: 88-96.

131. Романюк Е.В., Красовицкий Ю.В., Смирных А.А., Чугунова И.А. Комбинированные фильтровальные перегородки для очистки пылегазовых потоков в производстве огнеупоров. Новые огнеупоры, 2014; 7: 57-61.

132. Математические модели расчета процесса фильтрования газовых гетерогенных систем для различных условий/Сапрыкина А.В., Хаустов И.А., Шипилова Е.А.//Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2016;№ 1 (7): 38-42.

133. Процко Д.С. Белых О.М. Шипилова Е.А. Панов С.Ю. Разработка математической модели процесса фильтрования при очистке газовых потоков перфорированными фильтровальными перегородками. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2021;9(4). Доступно по: https ://moitvivt.ru/ru/j ournal/pdf?id= 1083 DOI: 10.26102/23106018/2021.35.4.033

134.Александров С.В., Макарчук Г.В., Медведева Л.В. Экологические аспекты при работе дизельной теплоэлектростанции с активным котлом -утилизатором высокотемпературного кипящего слоя // Научно -аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России». 2019. №1. - С.51-59.

135.Особенности процесса регенерации фильтровальных перегородок/Белых О.Н., Зинковский А.В., Момотов В.С.//Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. -Воронеж: ВГУИТ, 2015. № 1 (63). - С. 175-179.

136.Изучение процесса тангенциального фильтрования с низкой движущей силы при разделении пылегазовых потоков/Шаповалов Ю.Н., Красовицкий Ю.В., Никитенко Д.В., Панова О.А.// Хим. и нефтегазовое машиностроение 2007. №3. - С. 11-12.

137. Particle separation from gases using cross-flow filtration/ V. Sibanda, R.W. Greenwood, J.P.K. Seville// Powder Technology.- 118.- 2001.- р.193 -202.

138. Crossflow filtration. Theory and Practice./ J.Murkes, C.G. Carlsson -New-York: John Wiley&Sons. 1988 -333p.

139. Девисилов В.А., Шарай Е.Ю. Гидродинамическое фильтрование // Безопасность в техносфере. 2015. Т. 4. № 3. С. 68-80.

140. Заявка № 2021109277/04(020023) Российская Федерация, МКИ кл5 B01D46/02 (2006.01) B01D46/24 (2006.01) B04C9/00 (2006.01). Фильтр-циклон / Д. С. Процко, А. А. Хвостов, А.А. Бобков, С. В. Шахов, С. Ю. Панов (РФ); заявитель ФГБОУ ВО "Воронежский государственный университет инженерных технологий".;- № 2021109277/04(020023); заявл. 05.04.2021.

141. Колдоба А.В., Повещенко Ю.А., Самарская Е.А., Тишкин В.Ф. Методы математического моделирования окружающей среды. - М.: Наука, 2000. - 256 с.

142. Гарбарук А.В., Стрелец М.И., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений: учебное пособие. - СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - 88 с.

143. Авраменко, М. И. О k-e модели турбулентности. — 2-е изд., перераб. и дополн. —Снежинск: Изд-во РФЯЦ — ВНИИТФ, 2010. — 102 с.

144. Разработка математической модели тангенциальной регенерации фильтровальных перегородок/Д.С. Процко, С.Ю. Панов, А.А. Хвостов, Е.А.Шипилова// Вестник ИГЭУ. 2022 № 1 .- С. 64-72

145. Изучение совместного влияния осаждения частиц при действии электрического поля и фильтрования /Процко Д.С., Панов С.Ю., Лавров С.В., Белозерцев А.С. // Вестник КРСУ. 2021. Т. 21. №12 С. 74-79

146. Патент РФ 2765422 Аппарат для мокрой очистки газов/ Д. С. Процко, А. А. Хвостов, А.А. Бобков, С. В. Шахов, С. Ю. Панов (РФ); Заявка № 2021109282/04(020023) Российская Федерация, МКИ кл5 B01D46/02 (2006.01) B01D46/24 (2006.01) B04C9/00 (2006.01).заявитель ФГБОУ ВО "Воронежский государственный университет инженерных технологий. БИ №4. Опубликовано 31.01.2022.

147. Простые способы повышения эффективности очистки газов/ Процко Д.С., Панов С.Ю., Буравлев Е.Н.,// 43-я международная научно-практическая конференция "Наука и образование: Отечественный и зарубежный опыт" г. Белгород, 29ноября2021 г. С. 506-510

148. Комбинированные системы очистки газовых выбросов энергетических установок/ Процко Д.С., Панов С.Ю.// Материалы V Международной научно-практической конференции «производственные технологии будущего: от создания к внедрению» г.Комсомольск-на-Амуре: КНАГУ. 2021. С. 153-156

149. Александров С.В., Болбышев Э.В., Бондарев А.В. Разработка систем комплексной автоматизации топочных процессов твердотопливных котлоагрегатов с топками кипящего слоя // Военный инженер. 2018. № 2 (8). С. 27-36.

150. Санаев Ю. И. Охрана воздушного бассейна с помощью электрофильтров// Биосфера. 2011. №4. С. 462-472

151. Машиностроение [Текст] т. IV-12, разд. IV: Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. Расчет и конструирование машин / ред.-сост. М.Б. Генералов. - 2004. - 829 с.

152. Справочник по ремонту котлов и вспомогательного котельного оборудования / [Г. А. Уланов, А. А. Цешковский, В. Н. Шастин и др.]; Под общ. ред. В. Н. Шастина. - М. : Энергоиздат, 1981. - 496 с.

153. Big Stone Remodels ESP into Pulse Jet Fabric Filter/ Thomas Lugar// Power Magazine, March 2010 URL: https://www.powermag.com/big-stone-remodels-esp-into-pulse-jet-fabric-filter_2506.html (дата обращения 10.11.2021)

154. Мониторинг эффективности золоулавливания Новочеркасской ГРЭС/ С. А. Бушумов, Т. Г. Короткова, С. Ю. Ксандопуло, Т. А. Устюжанинова, Н. В. Солонникова // Научный журнал КубГАУ. 2017. №131. С. 1367-1376

155. A new filter system, combining a fabric filter and electrostatic precipitator for effective pollution control behind cement kilns/ R. Gebert, C. Rinschler, C. Polizzi, U. Harig, G. Pranghofer and S. J. Miller// Cement Industry Technical Conference, 2003. Conference Record. IEEE-IAS/PCA 2003, 2003, pp. 285-294, doi: 10.1109/CITC0N.2003.1204729.

156. Процко Д.С., Панов С.Ю. Повышение коэффициента полезного действия систем отопления// Материалы Национальной научно-практической конференции «Современные проблемы энергетики» -Тюмень: ТИУ, 2021.

157. Быстрицкий, Г.Ф. Общая энергетика: Учеб. пособие для сред. проф. образования: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ Г.Ф.Быстрицкий.- М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 208 с.

158. Кюблер, Т. Инфракрасная отопительная техника для больших помещений / Т. Кюблер . - СПб.; Печатный двор, 2004. - 224 с.

ПРИЛОЖEHИЯ

Пршрамма и методика экспериментальных исследовании зависимости тффекшвноо и рабо1ы системы регенерации высокотемперагуриого филыра

ЦНЛЬ РАБОТЫ:

Экспериментально определись время межрегенерацнонного периода работы фильтра, пористость фильтровального элеменга и пылевого слоя, эффективности регенерации.

ОБЩИН СВЕДЕНИЯ

В процессе работы фильтра масса ныли на поверхности и в объеме пористой перегородки увеличивается, и соответственно растет гидравлическое сопротивление. В тот момент, когда оно доспи пег заранее заданного оптимального значения, включается система регенерации, и пыль сбрасывается. При этом, однако, гидравлическое сопрошвление фильтрующей перегородки не снижается до уровня сопротивления чистого материала. Постоянное изменение гидравлического сопротивления — одна из особенностей аппаратов фильтрующего типа.

Продолжительность г фильтровального цикла — время, в течение которого в одном и том же фильтровальном элементе (секции) осуществляется непрерывный процесс фильтрования.

Периодичность регенерации т„р — время, протекающее от начала регенерации одного и того же фильтровального элемента (секции) до начала следующего цикла регенерации этого же фильтровального элемента.

Информационные функции системы автоматики регенерации фильтра

включает в себя прямые измерения и косвенное определение параметров

2

Пршрамма и методика экспериментальных исследований зависимости эффек i ивносi и paGoibi системы регенерации высокотемнера г урною филы ра

фильтруемого газового потока, главным образом концентрации ныли и расхода очищаемого газа.

Кроме того, косвенно определяется отношение величины гидравлического сопротивление фильтра к расходу очищаемого газа.

Система регенерации пылеулавливающего фильтра может быть рассчитана на работу в 3 режимах[1-3].

Критерием работы системы регенерации в первом режиме является достижение гидравлического сопротивления фильтра ЛРкр, при котором система включается в работу.

Критерием работы системы регенерации во втором режиме является величина, определяемая отношением гидравлического сопротивления фильтра к расходу газа через него.

ча

«и

Величина, при которой начинается регенерация, подбирается при накладке фильтра.

ар í л/' \

Достижение

е АГ^ЛР

допускается при соблюдении условия 4 .

Третий режим регенерации осуществляется но циклической временной программе. При рабо 1 е филыра в третьем режиме возможно варьирование числа /I циклов срабатывания продувочных клананов[3].

Неправильно спроектированная система регенерации не будет должным образом очищать фильтровальную перегородку, что приводит к более коротким интервалам между очистками. При правильной эксплуатации эффективность филыра достигает 99 % и выше и мало

Пршрамма и методика экспериментальных исследований зависимости эффекшвнос! и рабо1ы системы регенерации высоко I ем пера гурного филы ра

изменяется во времени. В этом случае время межраснерационного периода фильтра однозначно определяется перепадом давления на фильтре.

Теория расчета эффективности и сопротивления волокнистого фильтра хорошо разработана, однако для тканевых фильтров такая теория отсутствует. При расчете сопротивления тканевого фильтра полагают, что оно складывается из сопротивления ткани АРтк с частицами пыли, находящимися в норах ткани, и сопротивления автослоя АР,, (Па)

ЛР„ = АР„Х +АР,-

Для расчета ЛР1ПК и АР,., пользуются эмпирическими формулами

ДУ =8.70^^

(2)

(3)

(4)

где ет - соответственно пористость пылевого слоя и ткани; рт (1„ -плотность и диаметр частиц пыли, кг/м1 и м; // - динамический коэффициент вязкости газа, Па-с;£ - запыленность газа на входе в фильтр, кг/м3; и-скорость фильтрации газа, м/с; т -время,с.

При постоянстве во времени основных параметров иылегазовою потока температуры, объемного расхода, запыленности сопротивление фильтра со временем будет расти линейно

АР=А+Вт,

(5)

где А и В - коэффициенты, определяемые свойствами пыли, фильтровальной ткани, а также параметрами газового потока.

Пршрамма и методика экспериментальных исследовании зависимости эффекшвнос! и рабо1ы системы регенерации высоко I ем пера гурного филы ра

Поскольку параметры ныли и ткани практически не меняются, выражение для сопротивления фильгра (На) можно записать 1акже в следующем виде

АР=(А, +В,гт)*ф, (6)

где АI и В, - коэффициенты, определяемые свойствами пыли и ткани. Выражений для коэффициентов в формулах (4) и (5) согласно соотношениям (2) - (3) будут следующими

4

В,

8170// • (1 £ „ )

р е^1

Г п Я я

А = А,п'ф: В = В,1\\ф.

Эффективность регенерации, оцениваемую но снижению аэродинамического сопротивления фильтровального материала, определяю] из соотношения:

(7)

ПрсН1-ЛР„'АРЛ(Ю %.

(8)

где Арк - перепад давления на фильтре в конце цикла регенерации, На; Ар„ - перепад давления на фильтре перед регенерацией. На;

СХЕМА И ОПИСАНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ УСТАНОВКИ

Экспериментальная установка представлена на рис. 2. Основным элементом установки является фильтр, состоящий из корпуса 1 с

Пршрамма и методика экспериментальных исследовании зависимости эффекшвност и рабо1ы системы регенерации высокотемперагурного филыра

Нылегазовый поток под действием разряжения, создаваемого вентилятором 13, пройдя камеру загрязненного газа, служащую основанием корпуса фильтра, проходит через фильтровальный элемент 2, фильтруется и удаляется из аппарат а но газопроводу чистого газа.

Динамическое давление воздуха по сечению подводящею газопровода замеряют с помощью пневмометрической трубки 6 конструкции НИИОГаза и микроманометра 7 типа ММН. Гидравлическое сопротивление рукавного фильтра измеряется дифференциальным манометром 9. Пробы воздуха для определения запыленности отбираю! вакуум-насосом через газозаборные трубки. Выделение ныли из отобранных проб ¡аза осуществляется фильтрацией через АФА-фидыры, установленные в специальных держателях 8 и 10. Расход воздуха при отборе проб замеряют ротаметрами аспиратора 11.

Для регенерации фильтровальною элемента служит система регенерации состоящая из ресивера 16, в котором находится сжатый воздух с давлением 2-6 атм. (при проведении экспериментов давление воздуха в ресивере меняется), электромагнитного клапана 15, кнопки открытия клапана 14 и сопла 17.

Процесс регенерации заключается в том, что струя напорного воздуха, выбиваясь из сопла, )жек тирует находящийся в камере чистый газ. Под действием избыточного давления фильтровальный элемент продувается. Импульсная подача сжатого воздуха внутреннее пространство очищенною газа заставляет фильтровальный элемент вибрировать. Пылевой слой деформируется, обратным потоком продувочного воздуха отделяется от фильтровального элемента и сбрасывается.

Пршрамма и методика экспериментальных исследований зависимости эффекшвностн paóoibi системы регенерации в ысо коте м пер ат у р и о го ф ил ьтра

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Работу выполняют в следующем порядке.

До начала эксперимента взвешивают несколько АФА-филыров для последующего определения запыленности поступающего на очистку газа.

Включив вентилятор, по сечению подводящего газопровода снимают ноле скоростей и вычисляют коэффициент усреднения аср.

При определенном объемном расходе газа с помощью дифференциального манометра замеряют перепад давления в фильтре в начальный момент времени АР.

Включают пылепитатель, секундомер и периодически в течение 10 мин снимают показания дифференциального манометра. Результаты замеров представляют 1рафически в вида зависимости АР—/(т):

определяют критическое сопротивление фильтра АРкр.

Одновременно определяют запыленность поступающего в установку газа методом внешней фильтрации.

Измеряют также температуру 7\- и давление (разрежение) газа Р. на входе в установку.

I lo достижению АР^ включают систему регенерацию.

По окончанию процесса регенерации замеряют перепад давления на фильтровальной перегородке.

По окончании работы выключают пылепитатель и вентилятор.

Нршрамма и методика экспериментальных исследований зависимости эффекшвност и рабо!ы системы регенерации высокотемпераIурною филыра

Задаваясь величиной критического перепада давления в фильтре АР^,. из соотношения (5) находят время до регенерации (с)

где А и В - экспериментально определенные коэффициенты; А равно перепаду давления в начальный момент времени, В равно тангенсу угла наклона прямой АР =/(т) к оси абсцисс.

Объемный расход газа рассчитывают по средней скорости газа в сечении потока на входе в фильтр.

Скорость фильтрации (с) определяется как отношение объемного расхода таза V. к площади фильтровального элемента 1-~ф (м/с)

По экспериментальным данным рассчитывают запыленность таза на входе в аппарат. Методика выполнения расчетов изложена в лабораторной работе "Исследование запыленности газов методами внешней и внутренней фильтрации" [4].

Динамический коэффициент вязкости газа в зависимости от температуры рассчит ывается но формуле Сатерленда

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ 'ЖС11ЕРИМЕНТА

и ■ф=У.УРф-

(10)

(11)

9

Пршрамма и методика экспериментальных исследовании зависимости эффекшвност и рабо1ы системы регенерации высокоземисрагурного филыра

где [t„ - динамический коэффициент вязкости газа при температуре О °С (принимают' но справочным данным): С - постоянная Сатерленда (принимают по справочным материалам); Т - температура таза, К. Зная коэффициенты А и В, а также скорость фильтрации н и запыленность Z. определяют

A,= A/w^ B,= B/Zw^ (12)

При заданных плотности р„ и среднемедианном диаметре dm пыли подбором рассчитывают пористость ткани ¿„и пылевою слоя с„.

После проведения регенерации рассчитывается её эффективность но формуле (X).

Регенерацию можно признать эффективной, если после её проведения перепад давления опускается до первоначального уровня (до начала цикла фильтрования), а время межрс!енерационного периода не изменяется после нескольких (20-30) циклов фильтрования-регенерации

Если значение ет уменьшается со временем (после нескольких циклов) можно говорить о неэффективности регенерации либо о проникновении частиц пыли вглубь фильтровального материала.

При недостаточной эффективности регенерации производится корректировка параметров ее проведения (давления импульса, времени срабатывания электромагнитного клапана, размеров сопел и эжектнруюших насадок и.т.д) и повторяют опыты.

ю

Пршрамма и методика экспериментальных исследований зависимости >ффекi ивносi и pa6oibi системы регенерации высоко Iем пера гурного филы ра

ЬИ b.I HOI Р АФ И Ч ЕСКИ Й CI1И СОК

1. How to inonitor pulse-jet baghouses / Nierman Herbert H., Hood Alex M. // Chcm. Eng. (USA). - 19%. - 103, № 3. - С. 114—116, 119.

2. Vorrichtung und Verfahren zum Abreinigen von Filtcrcicmenten : Заявка 19539277 Германия. МПКМГ1К6 В 01 D 46/02, В 01 D 46/42 / Dehn G„ Schmitt J.; LLB Lurgi Lentjes Babcock Energietechnik GmbH. - N 19539277.9; Заявл. 21.10.95; Опубл. 24.4.97

3. Verfahren zur Steuerung der Abreinigung von Filtern sowie Einrichtung zur Ausfunrung dieses Verfahrens : Пат. 402799 Австрия, МКИ6 В 01 D 46,04; Alois scheuch а M. В. H. - N 514/96; Заявл. 20.3.96; Опубл. 25.8.97

4. Панов C.K). Методика экспериментальных исследований кинетики процесса высокотемпературною фильтрования. / С.К). Панов, З.С. Гасанов // изд. ООО Hl II I «AI К-ТК». - Воронеж - 2011 i. С.8 - 33.

Ii

УТВЕРЖДАЮ Директор ООО «АГК-ТК»

УТВЕРЖДАЮ

директор ооо «делз»

А.11. Рязанов

2022 г.

АКТ

. Нерестовой

2022 г.

о внедрении результатов диссертационной работы Д.С. Процко

ООО «АГК-ТК» в продолжение прикладных научных исследований но гранту «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания эффективных установок высокотемпературной очистки дымовых газов тепловых электростанций при использовании в качестве топлива продуктов переработки отходов» ФЦП России (Государственный контракт ГК № 16.516.11.6129) совместно с ООО «ДЕАЗ» разработана энергетическая установка па отработанных маслах в составе, которой для очистки дымовых газов использованы разработки Д.С. Процко, в частности фильгр-циклон, обеспечивающий практически полное удаление (г|=99,5 %) т вердых частиц при умеренном гидравлическом сопротивлении. Достоинства разработанной установки:

- утилизация отходов: отработанных минеральных и растительных масел;

- собственное энергообеспечение за счет:

• получения вторичного топлива - газового и жидкого;

• выработки электроэнергии, что также делает возможным иепользование ее в создании автономной мобильной установки;

- выбросы уст ановки не превышают законодательно установленных норм.

Составили: инженер

С.В. Лавров

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

8(473) 260-41-29

«СТРОЙПРОМСЕРВИС» ^Ävigs.™

ОГРМ 1167746416617И11И 7720339142 КПП 772001001

системы газового лучистого отопления монтаж, обслуживание, ремонт

8(916) 853-46-72 8(903) 652-24-73 [e-mail]

И1123. г. Москва, ул. Плеханова, дом 4А, этаж 2, пом. 12, ком.13, офис 29А 394033, [.Воронеж, Ленинской проспект, лом 172, этаж 5, пом. 512

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

об использовании и внедрении на ООО «Стройпромсервис» технических рекомендаций, содержащихся в диссертационной работе и научных публикациях Д.С. Процко

При создании новых и модернизации действующих систем пылеулавливания из отходящих технологических газов и дымовых выбросов на ООО «Стройпромсервис» использованы и приняты к внедрению в производство научно-технические рекомендации, содержащиеся в диссертационной работе Д.С. Процко и в его научных публикациях. Особый интерес представляют концептуальные подходы Д.С. Процко к организации энергосберегающего сухого пылеулавливания фильтрами с совмещенным действием центробежного поля, позволяющие создавать малогабаритные очистные установки и непрерывную регенерацию фильтровальных элементов.

Детальное исследование условий работы фильтровальных слоев для обеспечения высокоэффективного пылеулавливания, предлагаемые соискателем расчетные методы для оценки и прогнозирования важнейших эксплуатационных характеристик таких фильтров, убедительные результаты экспериментальной проверки надежности и долговечности этих аппаратов на позволяют уверенно рассчитывать на их успешное применение в условиях ООО «Стройпромсервис».

В этой связи наше предприятие выражает признательность Д.С. Процко за любезно предоставленные в наше распоряжение технические материалы по саморегенерируемым фильтрам.

С уважением, Генеральный директор

Ф. И. Высоких

Общество с ограниченной ответственностью «КБ МКС»

СПРАВКА

о внедрении материалов диссертационной работы и научных публикаций

При разработке энергетической установки термохимической переработки отработанных шин и кровельных материалов, в части разработки технологической схемы комплексной очистки дымовых газов использовались результаты исследований Д.С Процко. Например, при проектировании эжектирующего скруббера, конструкция которого выполнена по патенту РФ № 2765422 «Аппарат для мокрой очистки газов» (авторы Процко Д С Панов С.Ю. и др.).

Параметрами скруббера являются: Объем очищаемых газов, м3/ч 80,53 Температура очищаемых газов, "С 490 Удельное орошение, л/м' 28

Степень очистки, % 96,7

Полученные в исследованиях кинетические закономерности позволили создать автоматизированную систему управления процессом газоочистки.

Внедрение системы газоочистки дало возможность получить следующие экономические результаты реааизации проекта энергетической установки: Объем перерабатываемых отходов, т 756

Объем производства дизельного топлива, т/год. 75,6

Количество вырабатываемой электроэнергии, кВт/год 20160 Экономия текущих затрат, руб. 500787

Годовой экономический эффект, руб. 459078,75

Д.С. Процко