Підвищення ефективності комплексного очищення газових викидів від окису вуглецю, двоокису сірки й пилу - Автореферат

З двох тисяч ідентифікованих речовин, що забруднюють атмосферне повітря, 80-85% доводиться на частку всього чотирьох інгредієнтів: сірчистого ангідриду, пилу, оксидів вуглецю й оксидів азоту. Сучасна теплоенергетика, промисловість й автотранспорт викидає в атмосферне повітря близько 200 млн. т/рік окису вуглецю, 150 млн. т/рік сірчистого ангідриду й 50 млн. т/рік оксидів азоту. Газоподібні забруднювачі включаючись у біохімічні природні цикли повертаються на земну поверхню переважно в районі їхнього викиду в атмосферу. Підвищення ефективності очищення димових газів від двоокису сірки, оксиду вуглецю, оксидів азоту і пилу - актуальна проблема, рішення якої становить теоретичний інтерес і має велике практичне значення. досліджено кінетику й ефективність використаних массообмінних процесів; газоочищення викид вуглець пиловловлювач проведено порівняльний аналіз ефективності газоочищення в сухому й зрошуваному циклонно-ротаційному пиловловлювачі;Слабка розчинність двоокису сірки у воді призводить до необхідності використання в абсорберах великого питомого зрошення газів. Для скорочення витрат мінеральних кислот при нейтралізації лужних стічних вод, що утворюються при митті битого скла, у Німеччині розроблено й впроваджено обладнання для нейтралізації цих вод за допомогою стислого вуглекислого газу або газів, що відходять. Фірмою R.S.Noonon (США) розроблений проект обладнання із провальними тарілками для нейтралізації стічних вод фарбувальних підприємств димовими газами й знебарвлення вод летючою золою, яка міститься в газах. У роботі досліджується абсорбція SO2 з димових газів ТЕЦ стічними водами текстильного виробництва в торовом абсорбері з механічним диспергуванням рідини, що зрошує, і відцентровою сепарацією крапель, які уносяться очищеним газом. Ефективність пиловловлення визначається однозначно критерієм пиловловлення , інтенсивність забруднення атмосфери віднесеним пилом - критерієм газоочищення , де - коефіцієнт уловлювання пилу, - коефіцієнт її зношування, і - запилювання газу до й після очищення, - коефіцієнт опору циклона.Дисертація поглиблює теорію й розширює практику комплексного очищення промислових викидів в атмосферу від газових і твердих забруднювачів. Отримані теоретичні й експериментальні результати дозволяють зробити наступні висновки: У результаті досліджень розроблено нові каталізатори, нові технологічні процеси, а також нове технологічне обладнання, яке дозволяє підвищити ефективність комплексного очищення газових викидів від окису вуглецю, двоокису сірки й пілу. Подвійний екологічний й економічний ефект досягається при очищенні димових газів в абсорберах, які зрошуються стічними водами текстильних підприємств, досить повно поглинається сірчистий ангідрид і нейтралізуються лужні забруднені води. Використання потрібних властивостей пилу, що уловлюється, - перспективний напрямок удосконалювання комплексного газоочищення, що підтверджується ефективністю очищення димових газів вапняно-випалювальних печей від пилу, сажі, сірчистого ангідриду, двоокису азоту й у малому ступені оксиду вуглецю.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Дисертація поглиблює теорію й розширює практику комплексного очищення промислових викидів в атмосферу від газових і твердих забруднювачів. Отримані теоретичні й експериментальні результати дозволяють зробити наступні висновки: У результаті досліджень розроблено нові каталізатори, нові технологічні процеси, а також нове технологічне обладнання, яке дозволяє підвищити ефективність комплексного очищення газових викидів від окису вуглецю, двоокису сірки й пілу.

Подвійний екологічний й економічний ефект досягається при очищенні димових газів в абсорберах, які зрошуються стічними водами текстильних підприємств, досить повно поглинається сірчистий ангідрид і нейтралізуються лужні забруднені води.

Використання потрібних властивостей пилу, що уловлюється, - перспективний напрямок удосконалювання комплексного газоочищення, що підтверджується ефективністю очищення димових газів вапняно-випалювальних печей від пилу, сажі, сірчистого ангідриду, двоокису азоту й у малому ступені оксиду вуглецю.

Розроблені для окислювання оксиду вуглецю каталізатори-пемзобетони термічно стійкі, не схильні до самозаймання при високій температурі та ефективно працюють при наявності водяної пари в безкисневих газах.

Каталізатори-пемзобетони легко формуються, мають високу механічну міцність до абразивного зношування запиленим потоком. У трубчастих реакторах може здійснюватися нейтралізація оксиду вуглецю в умовах дуже запилених газових потоків.

Розроблено пристрій, який забезпечує рівномірне нанесення каталізатора на внутрішню поверхню труб.

Використання замкнутого контуру, що створює негативний зворотний звязок у циклонно-ротаційному пиловловлювачі, практично зрівнює ступені очищення сухого й зрошуваного пиловловлення при різних капітальних й експлуатаційних витратах.

Розрахункова залежність загального ступеня очищення від локальних коефіцієнтів уловлювання і виносу пилу забезпечує узгодження розрахункових і дослідницьких даних з точністю до 1%.

Енергетичні й матеріальні ресурси заощаджуються при використанні в ЦРП енергії електродвигуна для транспортування газу, концентрації і коагуляції в ньому тонкодисперсного пилу, поверненні пилу з ротаційної частини в циклонну, диспергуванні та уловлюванні рідини, що зрошує.

Досліджено гідродинамічні, аеродинамічні й массообмінні характеристики розробленого обладнання, виявлені оптимальні співвідношення конструктивних параметрів, визначені основні закономірності процесів, що протікають у них, наведені методики розрахунку.

На підставі викладених у дисертації досліджень розроблена технологія нових методів санітарного очищення газів стосовно до різних промислових джерел викиду шкідливих речовин в атмосферу. Три з них захищені авторськими свідоцтвами, 2 методи впроваджені у виробництво, 2 - пройшли виробничу перевірку, інші апробовані в лабораторних умовах.

1. Кузнецов И.Е., Шмат К.И., Кузнецов С.И. Оборудование для санитарной очистки газов: Монографія. -К., Техніка, 1989. - 304 с. Особистий внесок: автором написано пяту главу монографії „Оборудование для санитарной очистки газов от пыли”.

2. Кузнецов С.И. Каталитическая очистка отходящих газов котельных от оксида углерода // Вестник Херсонского государственного технического университета. - 2000. - №3(9). - С. 270-275.

3. Кузнецов С.И. Исследование характеристик циклонно-ротационного пылеуловителя // Вестник Херсонского национального технического университета. - 2006. - №3(26). - С.85-94.

4. Кузнецов С.И. Очистка отходящих газов известково - обжиговых печей // Вестник Херсонского национального технического университета. - 2007. - №3(29). - С.74-86.

5. Пат. UA 62855А Кузнєцов С.І. Херсонський державний технічний університет. Спосіб очищення відхідних газів котельних від оксиду вуглецю та пристрій для його реалізації. 15.12.2003, Бюл. №12.

6. Пат. UA 62856А Кузнєцов С.І. Херсонський державний технічний університет. Спосіб очищення відхідних газів котелень текстильних підприємств. 15.12.2003, Бюл. №12.

7. Пат. №67180 MKB F23J11/00 Михайлик В.Д. Михайлик С.В. Кузнєцов С.І. ХДТУ. Пристрій для очищення і утилізації тепла відхідних газів, Бюл. №6, 2004.

Особистий внесок: автором виконано патентний пошук і аналіз аналогів.

8. Кузнецов С.И. Безотходная технология обжига известняка // Материалы XIV научно-технической конференции по технологии неорганических веществ и минеральных удобрений (25-27 мая 1988 г.). - Львов: Львовский политехнический институт, 1988. - С. 155-156.

9. Кузнецов С.И. Очистка газов от вредных частиц в турбулентных потоках // Малоотходные технологические процессы и сокращение промышленных выбросов в металлургической промышленности: Материалы республиканской научно-технической конференции (27-29 сентября 1989 г.). - Запорожье: Запорожский индустриальный ин-т, 1989. - С. 109-110.

10. Кузнецов С.И. Очистка газов от мелкодисперсной пыли в ротоклонах // Проблемы промышленной экологии: Материалы республиканской научно-технической конференции. - Черновцы: Черновицкий гос. ун-т им. Юрия Федьковича, 1990. - С. 135-136.

11. Кузнецов И.Е., Сыс Д.Г., Кузнецов С.И. Экологическая оценка источников выброса вредных веществ в атмосферу на ЭВМ // Проблемы промышленной экологии: Материалы республиканской научно-технической конференции. - Черновцы: Черновицкий гос. ун-т им. Юрия Федьковича, 1990. - С. 3-4.

Особистий внесок: автором складено алгоритм для обчислювання на ЕОМ.

12. Кузнецов И.Е., Сыс Д.Г., Кузнецов С.И. Автоматизированный расчет экологического оборудования // Материалы XV Всесоюзной конференции по химической технологии неорганических веществ (29-31 мая 1991 г.). - Казань: Казанский химико-технологический ин-т, 1991. - С. 285.

Особистий внесок: автором написано пограму для обчислювання обладнання.

13. Кузнецов С.И. Новые типы пылеулавливающего оборудования // Химические проблемы экологии: Материалы XV Менделеевского съезда пообщей и прикладной химии (24-29 мая 1993 г.). - Минск: Ин-т физико-органической химии АН Белоруссии, 1993. - С. 180-182.

14. Кузнецов И.Е., Сыс Д.Г., Кузнецов С.И. Экологический мониторинг промышленного региона // Химические проблемы экологии: Материалы XV Менделеевского съезда пообщей и прикладной химии (24-29 мая 1993 г.). - Минск: Ин-т физико-органической химии АН Белоруссии, 1993. - С. 177-179.

Особистий внесок: автором зібрана частина даних про характеристики промислових підприємств.

15. Кузнєцов С.І. Підготовка магістрів та проблеми подвійної освіти // Матеріали нуково-методичної конференції (21-22 листопада 1996 р.). - Херсон: Херсонський індустріальний ін-т, 1996. - С. 57.

16. Кузнєцов С.І. Санитарная очистка отходящих газов котельных // Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій: Матеріали IV Всеукраїнської науково-методичної конференції з міжнародною участю (22-25 жовтня 2002 р.). - Дніпродзержинськ: Дніпродзержинський державний технічний ун-т., 2002. - С. 150-151.

17. Ивченко Л.Н., Жукова Н.И., Кузнецов С.И. Очистка щелочных сточных вод дымовыми газами текстильных предприятий // Екологія. Людина. Суспільство: Матеріали X Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених (16-21 травня 2007 р.). - Національний Технічний Університет України „Київський Політехнічний Інститут”., 2007. - С. 104.

Особистий внесок: автором розроблено метод та пристрій для очистки.