СОДЕРЖАНИЕ

Введение.. 8

Глава 1 Анализ современных методов очистки от аэрозолей 11

1.1 Основные методы и аппараты механической очистки газов от аэро-золей. 11

1.2 Методы мокрой очистки газов. 12

1.2.1 Коагуляция. Мокрые фильтры. 13

1.2.2 Полые скрубберы. 14

1.2.3 Насадочные скрубберы.. 16

1.2.4 Центробежные скрубберы. 17

1.2.5 Аппараты ударно-инерционного действия и скоростные газопро-мыватели. 19

1.2.6 Барботажные пылеуловители. 19

1.2.7 Скрубберы Вентури. 21

1.3 Абсорбционные методы очистки многокомпонентных газовых смесей. 24

1.4 Устройство и принцип действия абсорберов. 25

1.4.1 Пленочные абсорберы. 25

1.4.2 Насадочные абсорберы. 27

1.4.3 Тарельчатые абсорберы. 29

1.4.4 Распыливающие абсорберы 31

1.5 Выводы по главе 1 34

Глава 2 Анализ современных методов и средств измерения параметров в газоочистной аппаратуре и выбор необходимого способа измерения. 37

2.1 Расходомеры перепада уровня.. 40

2.2 Расходомеры обтекания. 41

2.3 Тахометрические расходомеры и счетчики. 42

2.4 Камерные расходомеры и счетчики.. 44

2.5 Силовые расходомеры. 46

2.6 Вихревые расходомеры. 48

2.7 Тепловые расходомеры. 50

2.8 Акустические расходомеры.. 52

2.9 Оптические расходомеры. 53

2.10 Обоснование применение акустических расходомеров. 54

2.11 Выводы по главе 2 55

Глава 3 Разработка контрольно-измерительной системы на базе акусти-ческого метода технологической схемы 58

3.1 Излучатели и приемники акустических колебаний. 58

3.2 Принцип действия и разновидности расходомеров с колебаниями на-правленных по потоку и против него. 60

3.3 Фазовые ультразвуковые расходомеры.. 62

3.4 Времяимпульсные ультразвуковые расходомеры.. 64

3.5 Частотные ультразвуковые расходомеры 66

3.6 разработка контрольно-измерительной системы 73

3.7 Технологическая схема лабораторной установки. 79

3.8 Требования к датчикам входной и выходной камер.. 84

3.9 Применение современной техники в системе управления.. 85

3.10 Метод расчет скорости газа на базе акустического метода измере-ния. 87

3.11 Уточняющие методы расчета скорости потока газа 90

3.7 Выводы по главе 3. 92

Заключение.

Список используемых источников.

ВВЕДЕНИЕ

Под процессами мы понимаем изменения состояния природных и технологи-ческих веществ, происходящие в тех или иных условиях. В окружающей нас при-родной среде наблюдаются явления, которые называются естественными процесса-ми. На основе изучения естественных процессов и анализа достижения науки и тех-ники, разрабатывают и реализуют многочисленные промышленные производствен-ные или технологические процессы с целью переработки продуктов природы (сы-рья) в средства производства и предметы потребления.

Средства производства и предметы потребления часто и сами являются источ-никами непосредственного прямого или косвенного (через загрязненную природную среду) неблагоприятного воздействия на здоровье человека, или могут стать причи-ной загрязнения окружающей природной среды (ОПС) в различных видах, формах и сочетаниях, например наблюдаемых нами сейчас. Подобное воздействие подчас приобретает иногда и не устранимый характер.

В данной ситуации важнейшим является изучение вопросов экологического состояния окружающей нас природной среды, с целью выяснения наиболее значи-мых антропогенных источников неблагоприятного воздействия на ОПС, а также ис-следования по созданию безотходных или малоотходных технологий, и совершенст-вованию методов и средств по очистке выбрасываемых в природу технологических отходов (выбросов, сбросов и захоронений твердых отходов) и рециклингизацию подобных отходов в целях использования их в качестве сырьевых ресурсов.

К настоящему времени воздушные бассейны некоторых городов большинства цивилизованных стран значительно загрязнены, что вызывает тревогу населения мирового сообщества, и особенно в плане жизни будущих поколений. Подобное за-грязнение воздушных бассейнов промышленных городов мы наблюдаем и у нас в России и СНГ.

Все это требует особого внимания к состоянию воздушной среды и организа-ции ее защиты. Становится необходимым поиск эффективных и экономически не-дорогих средств защиты воздушной среды в подобных загрязненных бассейнах. Одним из важнейших компонентов таких средств защиты воздушной среды очевид-но являются средства очистки воздуха рабочих мест (в том числе и мест прожива-ния) от многокомпонентных газовых и аэрозольных промышленных выбросов, имеющих концентрации ниже ПДК или приближающихся к ней.

Задача разработки аппаратов для очистки выбрасываемых отработанных газов или вентиляционных выбросов еще более усложняется когда подобные выбросы об-разуются в результате нескольких технологических процессов или операций, т.е. в случае многокомпонентных газовых, газовоздушных или газопылевых выбросов (вентиляция из сварочных, гальванических цехов, вытяжка и вентиляция с рабочих мест производства пластмасс и др. вентиляционные выбросы).

Надо признать, что к настоящему времени универсальные принципы и методы по очистке газовых выбросов, содержащих множество различных газовых компо-нент и газопылевых примесей, разработаны слабо. В основном, имеются лишь экс-периментальные разработки подобных методов по очистке многокомпонентных га-зовых выбросов, содержащих несколько газообразных компонент. Разработанные же ранее методы и средства очистки загрязняющих примесей из газовоздушных вы-бросов и методы их интенсификации к настоящему времени не достаточно эффек-тивны.

Они как правило не обеспечивают требуемую по существующим нормативам степень очистки многокомпонентных газовых примесей. При этом, материало-эненергети¬ческие затраты на подобное оборудование весьма велики и внедрение подобных средств очистки часто оказывается экономически невыгодным.

В данной работе рассматривается не только методы очистки газов но и спосо-бы измерения эффективности данной очистки. Существует много методик, но для разрабатываемой установки акустический способ измерения параметров потока наиболее оптимальный. Также разрабатываемая контрольно-измерительная система позволяет создать для установки оптимальный режим очистки газа.

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ОТ АЭРОЗОЛЕЙ

1.1 Основные методы и аппараты механической очистки газов от аэро-золей

Механическая очистка газов включает сухие и мок¬рые методы [1-4].

К сухим методам относятся:

1) Гравитационное осаж¬дение;

2) Инерционное и центробежное пылеулавливание (осаждение);

3) Филь¬трация;

4) Электростатическое осаждение.

К мокрым методам очистки газов относятся:

1) Очистка газа при пропускании его сквозь слой той или иной пылеулавливающей жидкости или пены;

2) Очистка газа поверхностью пылеулавливающей жидкости при резком изменении направления движения потока газа или при ударе его о поверхность жидкости;

3) Очистка газа при его орошении мелкодисперсной улавливающей жидкостью;

4) Звуковая и ультразвуковая коагуляция.

В большинстве промышленных газоочистительных установках используется комбинирование несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов весьма многообразны [2, 6, 7, 12–16].

Процессы, связанные с разделением неоднородных систем, игра¬ют большую роль в технологии при подготовке сырья и очистке готовых продуктов, при очистке сточных вод и отходящих газов, а также при выделении из них ценных компонен-тов.

При очистке газов используются следующие аэрозолеулавливающие методы и явления: осаждение, фильтрование, мокрая очистка и т. д. [2, 3, 4,12–16], которые будут нами рассмотрены ниже.

Мокрая очистка газов — процесс разделения, как мы указали выше основан-ный на улав¬ливании взвешенных в газе частиц жидкостью. Улавливание может осу¬ществляться самыми разнообразными способами, но в большинстве случаев как правило, под действием сил инерции.

В данной работе подробно, будет рассмотрена, механическая очистка газов мокрым методом.

1.2. Методы мокрой очистки газов

Мокрая очистка основана на промывке газа жидкостью (обычной водой) при возможно более развитой поверхности контакта жидкости с частицами аэрозоля и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью.

Мокрую очистку применяют для очистки газов от пыли или тумана. В качест-ве промывной жидкости обычно используют воду, реже — водные растворы соды, серной кислоты и других веществ [5].

Поверхностью контакта фаз между газом и жидкостью может являться по-верхность стекающей жидкой пленки (насадочные и центробежные скрубберы), по-верхность капель (полые скрубберы, скрубберы Вентури), пузырьков газа (барбо-тажные пылеуловители) [5, 14, 15].

При мокром улавливании (за исключением процесса в скруб¬берах Вентури) газа эффективно очищаются от частиц размером не менее 3–5 мкм.

Частицы меньшего размера улавливаются плохо, что обуслов¬лено двумя при-чинами. Во-первых, мелкие частицы движутся сов¬местно с газовым потоком и оги-бают мокрую поверхность, не соприкасаясь с ней. Во-вторых, вблизи мокрой по-верхности имеется пограничный газовый слой, который мелкая частица далеко не всегда может преодолеть [6].

Если частицы гидрофобные, то для эффективного улавливания их они должны обладать дополнительным запасом кинетической энергии, необходимым для работы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Константинова З. И. Защита воздушного бассейна от промышленных выбросов. — М.: Стройиздат, 1981. —104 с.

2. Общая химическая технология / И. П. Мухленов, Д. А. Кузне¬цов, А. Л. Авербух и др. — М.: Высшая школа, 1977. — 600 с.

3. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности: Учеб. для вузов / А. С. Бобков, А. А. Баинов, И. А. Роздан, Е. И. Хабарова — М.: Химия, 1997. — 400 с.: ил.

4. Гуричева 3. Г., Петрова Л. И., Сухарева Л. В. и др. Санитарно-химический анализ пластмасс. Л.: Химия, 1977. — 272 с.

5. Муравьева С. И., Бобина М. Д., Атласов А. Г. и др. Санитарно-химический контроль воздуха промышленных предприятий. — М.: Медицина, 1982. — 352 с.

6. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных вы¬бросов / А. И. Родионов, Ю. П. Кузнецов, В. В. Зенков, Г. С. Соловьев. — М.: Химия, 1985. — 352 с.

7. Романков П. Г., Фролов В. Ф. и др. Методы расчета процессов и аппаратов хим. технологии. — СПб: Химия, 1993. — 196 с.

8. Ужов В. Н., Вальдберг А. Ю. Очистка газов мокрыми филь¬трами. — М.: Химия, 1972. — 248 с.

9. Контроль воздуха на предприятиях по переработке пластмасс (поли¬олефинов, полистиролов и фенопластов) — Методические указания / Минздрав СССР. — М.: 1985.

10. Технические условия на методы определения вредных веществ в воздухе // ВЦНИИ охраны труда. М.: 1973. Вып. IX. То же/НИИ гигиены водного транспорта. М.: Рекламинформбюро ММФ, 1974. Вып. X.

Методические указания на методы определения вредных веществ в воздухе/НИИ гигиены водного транспорта. М.: Рекламинформбюро ММФ, 1977. Вып. XII. То же/Минздрав СССР. М.: 1979. Вып. XV.

Методические указания по определению вредных веществ в воздухе / НИИ гигиены водного транспорта. М.: ЦРИА «Морфлот», 1979. Вып. XIII. То же / Минздрав СССР. М.: ЦРИА «Морфлот», 1981. То же / Минздрав СССР. М.: 1980. Вып. XVI; 1983. Вып. XVIII; 1983. Вып. XIX.

Методические указания по измерению концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны/Минздрав СССР. М.: 1982 (перераб. ТУ, вып. 6, 7). То же: 1984. Вып. XX: 1986. Вып. XXI. XXII и перераб. ТУ (вып. 9).

11. Симонов В. А., Нехорошева Е. В., Заворовская Н. А. Анализ воздушной среды при переработке полимерных материалов. — Л.: Химия, 1988. — 224 с: ил.

12. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты хим. технологии. 9-е изд. — М.: Химия, 1973. — 750 с.

13. Позин М. Е., Мухленов И. П., Тарат Э. Я. Пенные газоочистите¬ли, теплообменники и абсорберы. — M.-JL: Госхимиздат, 1959. — 153с.

14. Романков П. Г., Курочкина М. И. Гидромеханические процессы хим. технологии. 3-е изд. — Л. Химия, 1982. — 288 с.

15. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты хим. технологии: Учебн. для вузов. — М.: Химия, 1995. — 400 с.: ил.

16. Гельперин Н. И. Осн. процессы и аппараты хим. технологии. — М.: Химия, 1981. – 688 с.

17. Закгейм А. Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. 2-е изд. — М.: Химия, 1982. — 280 с.: ил.

18. Хоблер Т. Массопередача и абсорбция: Пер. с польск. / Под ред. П. Г. Романкова. — Л.: Химия, 1964. — 479 с.

19. Романков П. Г., Фролов В. Ф. Массообменные процессы хим. технологии. — М.: Химия, 1990. — 384 с.

20. Карабанов Н. Т., Николаева М. Д., Недошивина М. Д. и др. // 1-я Всесоюзн. конф. «Методы и средства контроля промышленных выбросов и загрязнения атмосферы и их применение». — Л:. 1983. — С. 158.

21. Кельцев Н. В. Основы абсорбционной техники. - М.: Химия, 1984. - 592 с.

22. Абсорбция и пылеулавливание в производстве минеральных удобрений / Под ред. И. П. Мухленова, О. С. Ковалева. — М.: Химия, 1987. — 208 с.

23. Дытнерский Ю. И., Быков В. П., Каграманов Г. Г. Мембранное разделение газов. — М.: Химия, 1991. —344 с.

24. Дытнерский Ю. И. Мембранные методы разделения жидких смесей. — М.: Химия, 1975. —272 с.

25. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей / И. О. Жегалин, Н. Д. Китровский и др. — М.: Машиностроение, 1979. — 80 с.

26. Пазылбеков М. С. Интенсификация очистки газов фосфор¬ных производств в пенных аппаратах со взвешенной насадкой: Авто¬реферат ... дис. канд. техн. наук: 05.17.01. — Ленинград, 1978. — 246 с.

27. Тарат Э. А., Мухленов Н. П., Туболкин А. Ф. Пути интенсифика¬ции диффузионных процессов // Тезисы докладов IX Всесоюзной конфе¬ренции 'Технология неорганических веществ и минеральных удобре¬ний". — Пермь, 1974. — С.216–217.

28. Лапин B. JL, Юшин В. В. Выбор методов очистки сложных га¬зообразных выбросов // Тезисы докладов российской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии". - Москва, 1997. - С. 47-50.

29. Лейтес И. Л., Карпова Ю. Г., Бродянский В. М. Теоретические основы хим. технологии, 1973, т. 7, №1, с 24–29.

30. Юшин В. В. Повышение эффективности очистки многокомпонентных газовых потоков, загрязняющих атмосферу: Автореферат ... дис. канд. техн. наук: 05. 14.16. — М., 1997. — 140 с.

31. Лапин B. JL, Юшин В. В. Выбор методов очистки сложных га¬зообразных выбросов // Тезисы докладов российской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии". — Москва, 1997. — С. 47-50.

32. Серманизов С. С., Сабырханов Д., Холпанов Л. П., Балабеков О. С. Массообменные аппараты с подвижной насадкой для очистки газов и пылеулавливания // НИИТЭИ. Обзорная информация. Серия: Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Выпуск 10 (89). — М., 1989. — 95 с.

Примечаний нет.