Введение к работе
Актуальность проблемы. Неблагоприятное экологическое состояние атмосферы во многих промышленных центрах Украины требует оснащения источников выбросов вредных веществ высокоэффективными газоочистными аппаратами, ибо возможности чисто технологических мероприятий, обеспечивающих сокращение выбросов непосредственно от технологических агрегатор. как правило, либо исчерпаны либо ограничены. При этом предпочтение, естественно, должно отдаваться средствам обработки газов, которые просты в изготовлении и эксплуатации и работа которых связана с незначительными энергозатратами. Они не должны требовать больших капитальных влозкений. Существующее ныне газоочистное оборудование далеко не всегда отвечает указанным требованиям.
На практике вредные вещества зачастую выбрасываются с низконапорными газовыми потоками в атмосферу. Количество таких газов достигает 25% от общего объема промышленных газообразных выбросов в атмосферу. Но из-за достаточно высокого гидравлического сопротивления большинства газоочистных аппаратов ( до 1000 Па и более ) они неприемлемы для таких условий или требуют установки тягодуть-евого оборудования. А это не всегда возможно из-за дефицита производственных площадей.
Исходя из этого, для очистки низконапорных газовых потоков в качестве газоочистных аппаратов наиболее целесообразно, как правило, использовать часть газохода естественной вытяжки.
Наиболее полно соответствуют указанным выше требованиям и условиям эксплуатации аппараты мокрой очистки газа, в которых газовый поток перекрывается плоскими водяными струями. Они компактны, имеют низкое гидравлическое сопротивление. Однако имеют ряд недостатков, а именно: не всегда достаточную степень очистки газов, не-
4 равномерность орошения газового потока, невозможность эксплуатации на оборотной шламосодержащей жидкости из-за абразивного износа дис пергирующих устройств, большой расход орошающей жидкости.
Большие проблемы в эксплуатации газоочистного и вспомогательного оборудования при мокрой очистке, газов вызывает нередко значительный каплеунос жидкости. Его величина может доходить до 2 г/м3, а в отдельных случаях и до 10 г/м3. Особенно это заметно при удалении газов через газоходы и шахты естественной вытяжки, т.к. при незначительном напоре не представляется возможным использовать каплеуловители. Да и в газоочистных установках с тягодутьевым оборудованием каплеунос имеет место из-за высоких скоростей движения газов в аппаратах.
С целью снижения расхода жидкости на очистку, диспергирующие устройства, как правило, работают на оборотной шламосодержащей жидкости. А это приводит к их быстрому абразивному износу. Свести его к минимуму возможно при диспергировании жидкости с использованием соударяющихся струй. Известные конструкции форсунок с соударяющимися струями обеспечивают достаточную степень диспергирования жидкости (^500 - 1000 мкм ), равномерность орошения газового потока и возможность получения плоского факела распыленной жидкости. Однако, в ряде случаев, применение плоских факелов нежелательно из за конструктивных особенностей оборудования и возможности образования каплеуноса.
Целью работы является сокращение вредных выбросов а атмосферу путем разработки технических средств защиты окружающей среды, а именно аппаратов приемлемых для очистки низконапорных газовых потоков, обладающих, по сраваению с ныне существующими, повьренной степенью очистки и уменьшенным каплеуносом.
Наиболее значительные результаты, полученные лично соискателе
исследованы основные гидродинамические характеристики полого конического факела распыленной жидкости, образованного соударяющимися струями, и доказана целесообразность его применения для очистки от загрязнений низконапорных газовых потоков;
предложена и проверена эксперементально математическая модель процесса пылеулавливания в полом коническом факеле распыленной жидкости;
установлены зависимости и критерии, обеспечивающие стабильность процесса очистки запыленного газового потока с использованием полого конического факела распыленной жидкости и определены оптимальные параметры газоочистки;
изучен процесс уноса и осаждения капель жидкости при мокрой очистке низконапорных газовых потоков и определены основные влияющие на него параметры.
Достоверность результатов исследований подтверждается соблюдением необходимых требований по метрологическому обеспечению экспериментов и математической обработке результатов исследований.
Научная новизна. В работе получены следующие основные результаты, которые определяют ее новизну:
-
Получена зависимость углов раскрытия факелов орошающей жидкости от геометрических параметров форсунок с соударяющимися струями.
-
Выведена зависимость гидравлического сопротивления полого конического факела распыленной жидкости в газовом потоке.
-
Получена математическая модель процесса пылеулавливания в полом коническом факеле распыленной жидкости.
-
Получена зависимость, описывающая процесс уноса и осазде-ния на стенках аппаратов и газоходов капель жидкости при очистке низконапорных газовых потоков с использованием полого конического
факела распыленной жидкости.
5. Разработаны технические средства мокрой очистки низконапорных газовых потоков.
Практическая ценность. Разработанные средства мокрой очистки газов могут быть использованы в различных отраслях промышленности, Проведенные исследования позволяют провести реконструкцию и моде; низанию ныне эксплуатируемых аппаратов с целью снижения каплеуно-са, повышения степени очистки газов, а также определить оптимальные режимы эксплуатации разработанных газоочистных аппаратов.
Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при реконструкций системы орошения скрубберов газоочисток электролизного цеха Запорожского алюминиевого комбината, что позволило сократить выбросы вредных веществ в атмосферу на 10 - 20$. Предотвращенный ущерб от загрязнения окружающей природной среды составил 1298,8 млн. крб.
Результаты работы использованы при разработке газоочистного аппарата для хвостовой части агломашин на аглофабрике НПО "Іула-чермет". Выбросы пыли сократились на 290 т/год. Предотвращенный ущерб от загрязнения окружающей среды 952,5 млн. крб.
Результаты работы нашли применение при очистке газов от барабанов охлаждения возврата в аглоцехе комбината "Запорожсталь", что позволило сократить выбросы пыли в атмосферу на 40. Предотвращенный ущерб от загрязнения окружающей природной среды 609,6 млн. крб.
С использованием результатов работы произведена реконструкция вентиляционных систем В-4 и В-6 аглоцеха Никопольского завода ферросплавов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Республиканской научно-технической конференции "Малоотходные процессы
7 и сокращение промышленных выбросов в металлургической промышленности", Запорожье, 1989 г.; Республиканской конференции "Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в черной металлургии", Днепропетровск, 1989 г.; конференции "Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов", Пенза, 1991 г.; конференции "Молодые ученые, специалисты - реализации региональных целевых комплексных программ, ускорению научно-технического прогресса, активизации НТЇМ", Запорожье, 1989 г.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано II печатных работ, из них I авторское свидетельство и I патент.
Структура и объем -работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 100 наименований, 5 приложений, 40 рисунков, 10 таблиц, общий объем работы 141 стр.
Похожие диссертации на Разработка и внедрение средств мокрой очистки низконапорных газовых потоков с целью сокращения промышленных выбросов в атмосферу
