ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...............................................5
1.СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.........................................9
1.1 Системный подход к решению проблемы поглощения вредных выбросов энергоустановок....................9
1.2 Анализ существующих отечественных и зарубежных способов очистки продуктов сгорания природного
газа........................................... 12
1.2.1 Оксиды углерода..................................12
1.2.2. Соединения азота................................14
1.2.3. Основные методы очистки газовых выбросов ......18
1.2.3.1.Негативные процессы при работе очистного оборудования...........................................20
1.2.4. Абсорбционный метод поглощения газообразных веществ. 22
1.3. Абсорбционные методы очистки газовых выбросов от диоксида углерода..................................24
1.3.1. Очистка водными растворами этаноламинов.........24
1.3.2. Аппаратурное оформление процесса абсорбции моноэтаноламином...................................26
1.3.3. Поглощение СОг аммиачной водой..................28
1.3.4. Поглощение С02 растворами щелочей............. 29
1.3.5. Абсорбция С02 растворами карбонатов при низкой температуре........................................31
1.3.6. Абсорбция СО: растворами карбонатов при повышенных температурах .....................................32
1.3.7. Поглощение диоксида углерода водой..............37
1.4. Методы поглощения оксидов азота...................39
1.4. Конструктивные и технологические особенности устройств, реализующих вибротурбулизационный эффект.............................................52
Выводы.................................................61
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ ГАЗ-ЖИДКОСТЬ ПРИ ИХ ВИБРАЦИИ.......................................... 62
Выводы............................................... 75
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВИБРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМАХ 76
3.1. Массообмен в системе газ-жидкость................76
3.2. Коэффициент диффузии для пористых структур.......80
3.3. Газосодержание барботажного слоя при вибрационном перемешивании.....................................83
3.4. Затраты мощности на вибрационное перемешивание................................... 86
3.5. Методика определения аэродинамического сопротивления сетчатых структур...................90
Выводы............................................... 95
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ЛАБОРАТОРНЫХ УСТАНОВКАХ.............................96
4.1. Моделирование газодинамических процессов в сетчатых фильтрах..........................................96
4.1.1.Методика проведения опытов и экспериментальные
данные...........................................104
4.1.2. Оценка погрешностей расчетных и экспериментальных данных...........................................108
4.2. Исследование растворимости в газо-жидкостной системе при одновременном воздействии на фильтр вибрации и вращения.........................................114
4.2.1. Экспериментальная установка...................114
4.2.2. Методика исследования массообмена на поверхности вибрирующего и вращающегося фильтра..............119
4.3. Результаты экспериментальных
исследований.....................................120
4.3.1. Экспериментальные данные по растворимости оксида и диоксида углерода................................120
4.3.2. Характеристики пористых структур..............124
Выводы...............................................126
5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ...............128
5.1. Опытно-промышленная установка поглощения газовых выбросов.........................................128
5.2. Методика проведения испытаний УПГВ и полученные результаты.......................................134
Выводы 138 .
6. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВКИ ПОГЛОЩЕНИЯ
ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ...................................139
6.1. Расчет экономической эффективности
139
16
ставляет собой сильный коррозионноактивный агент. Молекула Ж)2 поглощает свет в большей части видимой области спектра. Вследствие этого в атмосфере N0, способен образовывать желтоватую или оранжеватую дымку.
Основные физические свойства описанных оксидов азота приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2.
Физические свойства оксидов азота
N•>0 N0 N0, N0,
Молекулярная масса, г 44.02 30.01 46.01 17.03
Температура плавления, °С -90.84 -163.6 -11.3 -77.7
Температура кипения, °С -89.5 -157.1 21.15 -33.37
Критическая температура, °С 36.5 -93 158.0 132.45
Критическое давление, МПа 7.17 6.4 10,0 11.23
Плотность, г/мл (жидк.) 1,23 1,27 1,45 0,674
г/л (газ) 3.10 1.34 3.40 0.89
Растворимость (ЦО), г/100 г 0.256 0.0098 47.3
0 Длина связи, Л 1,19 1,14 • 1Д9 1,008
Энергия связи, кдж/моль 168 630 308.8 432.6
Давление пара, МПа 5.68 0.1 0.1
Теплоемкость, Дж/град моль 28.93 20.94 312.3 28.36
Вязкость, сП 0.01362 0.0178 — 0.00918
Образование оксидов азота в процессах сжигания связано с окислением атмосферного азота или, в меньшей степени, с окислением органических соединений азота, содержащихся в топливе /20,37/ - В первом случае основным продуктом является оксид азота
Ы2+02 «—-2Ж).
Элементарные стадии этого равновесия описываются следующими уравнениями:
О2+М 4 20+М;
О+Ыз « ЫО+Ы;
Ы+02 *==~ N0+0;
где М - атом металла.
Такой механизм приводит к значительному увеличению образования
N0 с повышением температуры. При быстром охлаждении продуктов сжига-
\
ния может быть достигнуто равновесное состояние и N0 сохраняется в отходящих газах. Вследствие наличия температурной зависимости количество образующихся N0 и N0, определяется также соотношением количеств воздуха и топлива. При больших количествах топлива концентрация 02 и температура пламени низки, N0 образуется в малых количествах. При небольших содержаниях топлива в смеси температура пламени снижается из-за разбавления избыточным количеством воздуха и концентрация N0 уменьшается.
В нижней части по направлению распространения пламени, где происходит смешивание N0 с воздухом, могут образовываться значительные количества Ж)2:
2Ш + 02 2М02.
Вследствие ЭТОГО В общем количестве выбросов МОх содержится от 0?5 до 10% N0,. Считается /31/, что превращение N0 протекает в две стадии:
Ы0 + 02 Ш3;
Ы03 + N0 2Ж)2.
Поскольку триоксид азота очень неустойчив, при высоких температура^ N03 °сразуется в малых количествах. Оксид азота N0 превращается в N0, с умеренными скоростями в чистой атмосфере и с высокими скоростями в загрязненной атмосфере.
При использовании некоторых видов топлива значительная часть вьт бросов мох может возникать в результате окисления органически связанной;
- Київ+380960830922