Страус В. - Промышленная очистка газов

ОП7.2 УДК 66.074.1/В Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ, — М., Химия, 1981. 618 с., ил. Дан краткий обзор основных методов извлечения газообразных и твердых примесей из промышленных газов (абсорбция, адсорбция, фильтрация, ультразвуковые и злектромаг. нитные). Специальные разделы посвящены экономике процессов очистки и вопросам охраны окружающей среды. Для широкого круга инженерно-технических работников химической, металлургической и других отраслей промышленности, а также преподавателей и студентов вузов, спепиализирующихся в области охраны окружающей среды. 616 с„824 рнс„71 табл., 965 быблыографычесвих ссылок 31403-117 0 (01 1 46ВО'2802010000 © 1976.

Ьу Регдюпоп Ргезз © Перевод 2-го издаиын на русский язык. Издательство чХимияэ. 1981. СОДЕРЖАНИЕ 1. 2. 3. 4 ГЛАВА 1. ТРЕБУЕМАЯ СТЕПЕНЬ ОЧИСТКИ ГАЗОВ 27 31 1. Стандарты по качеству воздушного бассейна 2. Опасные концентрации загрязняющих веществ 3. Концентрации иа уровне почвы от высокорасположеиных источников выбросов 4. Географические факторы и проблемы газоочистки 5. Законодательства в области охраны воздушного бассейна 35 43 44 ГЛАВА П.

ВЫБОР ОСНОВНЫХ ДАННЫХ 58 62 72 73 79 8! 86 90 90 91 93 96 97 99 ГЛАВА П1. МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО КОМПОНЕНТА: АБСОРБЦИЯ, АДСОРБЦИЯ И СЖИГАНИЕ 102 103 105 107 107 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1О 11 Предисловие ко второму нзданню Предисловие к первому изданию Условные обозначения Введение Зачем нужно очищать газы? Природа загрязняющих атмосферу веществ Способы возможной очистки газов Постановка задачи прн очнстхе гааов Определение газовых потоков Измерение температуры газа Определение точки росы Классификация типов анализов Отбор н анализ основных газовых компонентов Отбор и анализ примесей Изокияетический отбор проб твердых и жидких частиц Коллекторы проб твердых и жидких частиц Объем пробы Методы гранулометрического анализа Методы анализа, основанные иа геометрии частиц Анализ граиулометрического состава частип„основанный иа нх аэро- и гидродинамике Средний размер частиц из данных по площади поверхности Другие методы граиулометрического анализа частиц Наблюдение и контроль загрязнения атмосферы Расчет коэффициента диффузии Диффузия двух газов в стационарном режиме Абсорбциоииая очистка газов Теории абсорбции Гб 12 14 19 19 20 23 24 3 4 5 6 ГЛАВА )Ч.

АЭРОДИНАа4ИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СРЕЛЫ ЛВИЖЕНИ)О ЧАСТИЦ 198 Сопротивление среды в случае сферических частиц, движу- щихся с постоянной скоростью Сопротивление среды частицам, движущимся с ускорением Аэродинамическое сопротивление в дискретной среде Аэродинамическое сопротивление движению частиц в среде, ограниченной стенками Аэродинамическое сопротивление при наличии нескольких частиц Осаждеиие частиц из турбулентного потока Аэродинамическое сопротивление иесферических частиц Шероховатость частиц Плотность частиц ГЛАВА Ч. ПЫЛЕОСАДИТЕЛЬНЫЕ И ИНЕРЦИОННЫЕ УЛОВИ- ТЕЛИ 225 230 231 1. Теория проектироваиия пылеосадительных камер 2.

Применение простых пылеосадительиых камер 3. Инсрциоиные пылеуловители ГЛАВА Ч1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ 240 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Разработка абсорбциоииых систем Проектирование абсорбциоииой установки Абсорбция газов Адсорбциоиная очистка газов Неполяриые адсорбеиты. Уголь Г!оляриые адсорбеиты Адсорбция с химической реакцией (хемосорбция) Процессы сжигания. Сжигание в пламеии Каталитическое сжигание оргаиических материалов Каталитическое окисление и разложение Лиоксид серы Оксиды азота Оксид углерода Разделение частиц во вращающемся потоке Теория безвихревого движения Вихревая теория Прямоточные циклоны с неподвижным импеллером Прямоточные циклоны с обратным потоком Прямоточиые циклопы с подвижным импеллером Цеитробежиые циклоиные пылеуловители (роториые уловителя) Обычиые (противоточные) циклоны Прогнозирование эксплуатационных качеств циклона Предсказания перепада давления в циклоне Влияние высокой пылевой нагрузки Промышленные циклоны Прямоточиые циклоны с неподвижными лопатками Прямоточиые циклопы с подвижными лопатками Прямоточиые циклоны с неподвижными лопатками и ным потоком пылеч обрат.

111 115 119 156 158 Гбз 165 181 187 191 191 196 197 199 204 207 209 211 215 218 223 223 241 242 245 251 255 256 258 258 262 272 277 280 281 284 285 Спиральные пылеуловители Циклоны с вытяжным вентилятором Обычные (противоточные) циклоны Мультициклоны Циклоны для улавливания капель жидкости Последовательно расположенные циклоны (серии) 286 287 288 291 292 295 1О. ГЛАВА УП. АЭРОЛИНАМИЧЕСКИЙ ЗАХВАТ ЧАСТИЦ 299 301 307 309 315 Распределение скоростей потока, обтекающего цилиндр Инерционное столкновение Перехват Лнффузия Сочетание инерционного захвата, перехвата и диффузии Влияние температуры и давления на основные механизмы захвата Выделение частиц при гравитационном осаждении Электростатические силы Система улавливающих элементов Удержание частиц на коллекторе Силы Ван-дер-Ваальса Капиллярное притяжение Энспериментальные исследования адгезни частиц 1 2 3 4 5 6 3!9 321 322 328 331 332 334 335 7 8 9 1О ФИЛЬТРОВАНИЕ С ПОМОШЬЮ ВОЛОКНИСТЫХ ФИЛЬТРОВ ГЛАВА УП1.

337 338 340 347 347 349 351 359 359 360 362 366 370 378 382 370 373 ГЛАВА 1Х, УЛАВЛИВАНИЕ ЧАСТИЦ В МОКРЫХ СКРУББЕРАХ Скрубберы с разбрызгиванием Испарение капель Конденсация на поверхности капель Центробежные скрубберы с разбрызгиванием Распылительные сопла Скрубберы с разбрызгиванием под действием 394 397 399 399 403 407 2 3 4 струи газов Конструкция промышленной фнльтровальиой установки Методы удаления пылевых напластований Подвески и опоры фильтрующих рукавов Кожух Фильтровальные материалы Свойства волокон и их применение Работа фильтровальных установок Расход газов (соотношение расходов газов и площади филь- тровальной поверхности) Периодическое удаление пылевых отложений Перепад давления в среде Электростатические заряды в процессе фильтрования черт волокна Волокнистые фильтры специального назначения Фильтры, предназначенные для работы при температурах свыше 400'С Фильтры для улавливания аэрозолей Фильтры, предназначенные для дезактивации газообразных радиоактивных отходов Фильтры, предназначенные для кондиционироваииа воздуха 409 412 413 414 419 429 431 6.

7. 8. 9. 1 2 3 7 8 9 1О 494 498 11. 12. 503 510 510 13 512 514 ГЛАВА Х1. 514 519 520 535 541 542 545 1. 2. 3. 4. Ь 6. 7. ГЛАВА ХП. 550 553 555 557 Скрубберы с отражательными пластинами н набивным фильтрующим слоем Лиспергнрующне скрубберы Скрубберы с трубамн Веитурн Теоретические основы процесса в скрубберах Веитури Практическое применение скрубберов с трубами Веитури Пенные скрубберы Соотношение эффективностей скрубберов ГЛАВА Х. ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЭЛЕКТРОФИЛЪТРАХ Образование короны Напряженность электрического поля и ток короны Зарядка частиц Зарядка путем столкновения и диффузии ионов Дрейф частиц К.

п. д. электрофильтра Вторичные факторы, влияющие на осаждеиие частнц. Удельное сопротивление пыли Эффективная скорость миграции (э. с. м.) Удаление осажденного вещества Электроды и другие конструктивные детали электрофильтра Электростатическое осаждение при высоких температурах н давлениях Характеристика короны прн высоких температурах н давлениях Миграция частиц при экстремальных условиях Проектирование электрофнльтров для работы в экстремальных условиях Электропитание электрофильтров Рабочие характеристики злектрофильтра, применяемые иа п актике оные методы электростатического осаждения Электростатическое осаждение на переменном токе Электростатическое осаждеиие пространственным зарядом в турбулентном потоке ЛРУГИЕ МЕТОЛЫ И МЕХАНИЗМЫ ОБЕСПЪ|ЛИВАНИЯ Агломерация частиц при броуновском движении Увеличение скорости агломерации прн перемешнваиии Ускорение агломерации с помощью звуковых волн Термическое осажденне Осаждение в слое со стационарной набивкой Пылеулавливаиие в псевдоожиженном слое Разделение частиц в магнитном поле ЭКОНОМИКА ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ Стоимость очистки газа Капитаньиые затраты на установку для улавливания твер- дых частиц Капитальные затраты иа очистку газов в скрубберах, аб- сорберах н в печах сжигания Стоимость вспомогательного оборудования Общие капиталозатраты Эксплуатационные и ремонтные расходы 437 440 448 452 4И 455 463 472 477 483 493 Постоянные издержки..........

558 2. Общие эксплуатационные расходы....... 559 3. Относительная стоимость различных типов газоочистных П" попок.............. 565 рнложения * 1. Примеры расчетов............ 571 Расчет скорости газа по расходу топлива и его составу 571 Расчет температуры по показаниям пирометра на всвое 572 Способы выражения и расчет гспд. золоулавливания .

. 573 Расчет к. п. д. электрофильтров с учетом турбулентной диффузии............... 574 2. Конструкции вытяжных устройств и трубопроводов .. 575 3. Конструкции бункеров......,... б78 4. Типичные экзаменационные вопросы . . . , . . . 580 5. Плотность и вязкость газов . 584 б. Единицы СИ.........,... 585 Литера тура ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ Читатели первого издания догадываются, что в настоящей книге предпринята попытка расомотреть критически научный и технологический аспекты, а также современное состояние дел в области очистных установок в промышленности, причем особый упор сделан на контроль загрязнений воздуцгного бассейна. За шесть лет, прошедших со дня завершения работы над первым изданием, в технологии очистки газов достигнуты значительные успехи; так же значительны, хотя и в меньшей степени, успехи в развитии теории.