Калыгин - Промышленная экология - 2000 (947505), страница 17
Текст из файла (страница 17)
При создании промышленных систем очистки газов абсорбционными методами необходимо различать схемы с одно- и многократным использованием абсорбента. В последней схеме абсорбция сочетается с десорбционными процессами. Однократное использование абсорбента характерно для процессов с низкой стоимостью поглотителя или когда после поглощения образуется готовый (целевой) продукт. Так как в очищаемом газе содержится незначительное количество улавливаемого компонента, то осуществляется циркуляция абсорбента, но без его регенерации.
Расчет процессов абсорбции основывается на материальном балансе, из которого определяют расходные параметры по абсорбенту и размеры аппаратов. Объем очищаемого газа 61 известен, известна также и начальная концентрация поглощаемого компонента в газовом потоке У1 и в абсорбенте, подаваемом на очистку, х1. Необходимо знать конечную концентрацию х2 абсорбента, то есть степень насыщения потока абсорбента ~ поглощаемым компонентом, Тогда количество поглощаемого компонента О„определяют по формуле: Каждая из независимых переменных (К- коэффициент массопередачи и Л вЂ” движущая сила процесса) зависит от многих параметров (технологических режимов, конструкций аппаратов) и может измеряться в различных единицах. Широко применяют выражение для коэффициента массопередачи К, как отношение его к площади поверхности контакта фаз или к площади насадки, тарелки.
Если при этом движущая сила выражена через д, кг!м, то единица измерения К, — м!с. з Коэффициент массопередачи относят также к объему аппарата, получая объемный коэффициент массопередачи К„, с " или ч '. К„= Кха, (5.17) где а — удельная поверхность контакта фаз. Так как интенсивность переноса массы в газовой фазе (частный коэффициент массоотдачи Рг) и в жидкой (частный коэффициент массоотдачи Р ) различна, то значение Рг и Р определяют по разным зависимостям, и их соотношение для различных процессов также различно. Тогда выражение общего коэффициента массопередачи через частные имеет вид: К, = 1~(1ФГ + 1!ГпР ), (5.18) а (у1 У2) К РД у,-у, д О (5.20) Последнее выражение называют числом единиц переноса.
По аналогии с записью коэффициентов массопередачи можно записать (5.21) й=й,+гпбй й, где Иг и Ȅ— число единиц переноса в газовой и жидкой фазах соответственно. Число единиц переноса через объемные коэффициенты массопередачи Соотношение между 1фг и Мгпр позволяет определить долю сопротивления в газовой и жидкой фазе в зависимости от гп, зависящей от абсорбента, степени его насыщения, температуры и др, Значения Рг и Р находят по экспериментальным зависимостям, рекомендуемым для определенных конструкций массообменных аппаратов.
В случае прямолинейной равновесной зависимости и постоянства Рг и Р„по высоте абсорбера количество переданной массы где У,„— объем аппарата; 3 — площадь поперечного сечения; И вЂ” высота аппарата. Тогда высота аппарата Н = ИО/К„З, (5.23) 5.$. Комбинированные методы и аппаратура очистки газов Комбинированные методы и аппаратура очистки газов являются весьма экономичными и наиболее высокоэффективными.
Рассмотрим конструкции аппаратов и технологическую схему очистки на примере очистки запыленного воздуха и газов стекольного производства. Для обеспыливания процессов сушки, измельчения, просеивания, смешивания и транспортирования сырьевых материалов разработан гидродинамический пылеуловитель ГДП-М (рис. 5.15) производительностью по очищаемому воздуху от 3000 до 40000 м~/ч. Принцип работы аппарата основан на барботаже запыленного воздуха (газа) через слой пены, образующейся на газораспределительной решетке. Решетка при этом погружена в пылесмачивающую жидкость. Запыленный газ поступает в подрешеточное пространство и, вытеснив на решетку часть воды, образует на ней слой высокотурбулентной пены.
Пройдя через отверстия, газ очищается от пыли в момент контакта с пылесмачивающей жидкостью. Очищенный газовый поток поступает в центробежный каплеотделитель, а затем выбрасывается в атмосферу. Пылеуловитель имеет следующие характеристики: Производительность,м~/ч 3000-40000 Удельная нагрузка по газу, мЪ(м~хч) 6500 Гидравлическое сопротивление, Па 1400-1900 Температура очищаемых газов, 'С до 300 Расход воды на очистку 1000 м газа, л 15-50 Установочный объем, м 2,5 Масса, кг 120 Аппарат ГДП-М максимальной эффективностью обладает на второй ступени очистки (после циклонов) газов от мелкодисперсной пыли. причем О/(К,З) отвечает высоте аппарата, для которого число единиц переноса равно единице и называется высотой единицы переноса.
Число единиц переноса М можно определить графически. Площадь, ограниченная кривой на таком графике, соответствует общему числу единиц переноса, а угол ее наклона позволяет определить константы Ь и к, входящие в Формулу 5.9 ~10). Существенным недостатком сорбционных методов очистки (абсорбционных и адсорбционных) выбросных газов является необходимость многократной регенерации поглощающих растворов или частичной замены твердого сорбента, что значительно усложняет технологическую схему, увеличивает капитальные вложения и затраты на эксплуатацию. Р и с.
5Л5. Гидродинамичвский пылеуловитель ГДП-М: 1 — входной патрубок; 2 — газораспределительная решетка; 3 — корпус, 4— каплеотделитель; 5 — выходной патрубок; 6 — регулятор подачи воды; 7 — разгрузочное устройство. Р и с . 5Л6. Схема очистки технологических выбросов: 1 — железнодорожный вагон; 2- приемный бункер; 3 — щековая дробилка; 4 — элеватор; 5 — сушильный барабан; 6- дробилка; 7 - сито-бурат; 8 — ленточный конвейер; 9 — отстойник; 10- бункер сырья; 11 — весы; 12 — смеситель шихты; 13 — бункер шихты; 14- кюбель; 15 — циклон ЦН-15; 16- пылеуловитель ГДП-М.
Таблица 5. б Эффективность комбинированной схемы очистки техноло- Гический Коли- чество Запыленность г!м Степень очистки, % Материал очищаемого воэ" духа, м'1ч процесс после циклонов ЦН-15 пылеуловител ГДП-М циклоном ЦН-15 выходе Сушка 7000 30 0,036 Песок 2900 21,4 11200 18,3 Просеивание 0,016 Дробление и сушка 0,042 68,3 3600 21,9 Просеивание 0,018 78 Доломит 29530 14,9 Сушка 3,9 0,066 98,3 Пневмотранс- портирование Карбонат натрия 1900 5,6 2,5 0,023 55,4 4000 21,8 2800 22,8 6,1 Сушка 0,023 71,9 Содосуль- фатная смесь Просеивание 0,014 99,6? Транспортиро- вание и сме- шивание 2500 30 3,6 0,012 Сырьевые компонен- ты Рекомендуемые режимные параметры и варианты комбинаций аппаратов для других схем очистки газов от различных пылей приведены в та бл.
5.?. На р и с. 5.16 показан один из вариантов принципиальной схемы комплексной очистки технологических выбросов составных цехов (дозировочно-смесительных отделений). Уловленная циклоном пыль возвращается в расходный бункер соответствующего сырьевого материала. Шлам, образующийся при работе мокрого пылеуловителя, отстаивается и высушивается, после чего может использоваться как добавка к шихте после соответствующей корректировки ее состава. Осветленная вода из отстойника возвращается для повторного использования в пылеуловитель.
Показатели, характеризующие эффективность схемы очистки (содержание пыли в очищаемых газах снижается до нормируемых пределов), приведены в табл. 5.6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Калыгин В Г., Попов Ю.П. Порошковые технологии: экологическая безопасность и ресурсосбережение. М: Изд-во МГАХМ, 1996. 212 с. 2.
Бондарева Т.И. Экология химических производств. М.: Изд-во МИХМ, 1986. 92 с. 3 Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов/А.И. Родионов, Ю.П. Кузнецов, В.В. Зенков, Г.С. Соловьев.
М.: Химия, 1985. 352 с. 4. Газоочистные аппараты сухого и мокрого типов. Каталог. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1984. 92 с. 5. Руководящие указания по проектированию, изготовлению, монтажу и эксплуатации циклонов НИИОГАЗ. Ярославль, 1971. 6. Степанов Г.Ю. Зицер И.М. Инерционные воздухоочистители. М.: Машиностроение, 1986. 184 с. 7. Алиев Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов М.: Металлургия, 1986. 544 с. 8, Охрана окружающей среды!С.В. Белов, Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьяков и др М.: Высшая школа, 1991.
319 с. 9 Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981. 616 с. 10, Ужав В.Н., Вапьдберг А.Ю., Мягков Б И. и др. Очистка промышленных газов от пыли. М.: Химия, 1981. 392 с. Лекцйй 6. ОЧИСТКА И ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ВОДЫ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ В процессах эксплуатации промышленного оборудования образуются сточные воды, которые требуют специальной очистки перед сбросом в канализационные системы. Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, аммонийный и нитратный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метилмеркаптан, формальдегид и др. Например, сточные воды заводов черной и цветной металлургии загрязнены большим количеством взвешенных минеральных веществ, содержат цветные металлы и железо, сульфаты, хлориды, смолы и масла, серную кислоту, железный купорос.
Нефтеперерабатывающие заводы и нефтепромыслы сбрасывают нефть и нефтепродукты, хпориды, взвешенные вещества, возможно присутствие железа и сероводорода. Большую опасность представляют сточные воды коксохимических и редп риятий: смолы, масла, фенолы, аммиак, цианиды„роданиды, большое количество солей неорганических кислот и взвешенных веществ. К сильно загрязненным сточным водам, трудно поддающимся очистке, относятся жидкие стоки целлюлозно-бумажных комбинатов: растворенные органические вещества, волокно, каопин и др. Машиностроительные и автомобильные заводы сбрасывают цианиды, хром, масла и окалину.
Основные загрязнители текстильных предприятий — красители и СПАВ ~1, 2~. 89 6.1. Условия приема промышленных сточных вод в канализацию населенных мест Сточные воды любого промышленного предприятия содержат специфические загрязнения, которые должны удаляться (нейтрализоваться) до смешения со стоками другого производства ипи населенного пункта ~21, Имеющийся отечественный и зарубежный опыт свидетельствуют о возможной реализации бессточных систем путем повторного использования очищенных сточных вод (3-9~. Значение повторного использования очищенных сточных вод в системах промышленного водоснабжения в полной мере зависит от конкретных местных условий, применяемых технологий и определяется главным образом возможностью и целесообразностью использования: а) сточных вод в системах оборотного и повторного водоснабжения предприятия или цехов; б) очистных и обеззараженных хозяйственно-бытовых сточных вод в техническом водоснабжении предприятий или цехов; в) очищенных сточных вод одних предприятий для технического водоснабжения других предприятий или цехов.
В связи с этим разработаны «Правила приема производственных сточных вод в системы канализации населенных мест» (1991 г.), направленные на предотвращение нарушений в работе очистных сооружений и безопасности их эксплуатации за счет правильной организации приема промышленных сточных вод в канализационную сеть населенных пунктов. Эти «Правила...» разработаны на основе «Правил охраны поверхностных вод» (1991 г.) для расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ в производственных сточных водах с учетом требований к качеству очищенных вод в конкретных местных условиях. Существуют три основных вида очистных сооружений для сточных вод — локальные, заводские, районные или городские.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
