Проектирование систем очистки выбросов цеха литья пластмасс
|(15-25%-ные), КОН, (NH4)2SO3 (20-25%-ные), ZnS03, |
| |К2СОз: суспензии СаО, МgО, СаСО3, ZnO, золы; |
| |ксилидин - вода в соотношении 1:1, |
| |диметиланилинС6Нз(СНз)2NН2 |
|Сероводород H2S |Водный растворNa2СОз+Nа3АsО4 (Nа2НАsОз); водный |
| |раствор Аs2О3 (8-10 г/л)+NНз (1,2-1,5 |
| |г/л)+(NН4)3АsОз (3,5-6 г/л); моноэтаноламин |
| |(10-15%-ный раствор); растворы К3РО4 (40-50%-ный |
| |раствор); растворы К3Р04 (40-50%-ные), NH4OH, |
| |К2СОз, CaCN2, натриевая соль |
| |антрахинондисульфокислоты |
|Оксид углерода СО |Жидкий азот; медно-аммиачные растворы [Сu(NНз)]nх |
| |хСОСН |
Продолжение таблицы 6.4
|1 |2 |
|Диоксид углерода С02 |Водные растворы Na2C03, К2СОз, NaOH, КОН, Ca(OH)2, |
| |NH4OH, этаноламины RNH2, R2NH4 |
|Хлор Cl2 |Растворы NaOH, КОН, Са(ОН)2, Na2C03, К2СОз, МgСОз, |
| |СаСОз, Na2S203; тетрахлоридметан CCI4 |
|Хлористый водород НСl|Вода, растворы NaOH, КОН, Ca(OH)2, Na2C03, К2СОз |
|Соединения фтора |Na2C03, NaOH, Са(ОН)2 |
|HF, SiF4 | |
Требования, которым должна удовлетворять абсорбционная аппаратура,
вытекают из физического представления явлений массопереноса в системах газ
- жидкость. Так как процесс массопереноса протекает на поверхности раздела
фаз, то в конструкциях аппаратов необходимо ее максимально развивать.
Для поверхностных абсорберов характерным является конструктивно
образованная поверхность, по которой в пленочном режиме стекает абсорбент
(жидкость). Наиболее распространенной конструкцией таких противоточных
абсорберов являются хорошо известные насадочные. В качестве насадки
применяют кольца Рашига, кольца Палля, седла Берля и другую насадку.
Насадочные аппараты сложны, так как необходимо создать опорную решетку,
оросители, обеспечить эффективное улавливание капель абсорбента.
В распиливающих абсорберах межфазная поверхность образуется мелкими
каплями путем дробления, распыления жидкости. В объеме аппарата с помощью
форсунок создаются капли, контактирующие с газовым потоком.
В механических абсорберах жидкость распыляется в результате подвода
извне механической энергии, например, вращения валков или специальных
распылителей. Эти конструкции достаточно сложны.
В поверхностных и распыливающих абсорберах сплошной фазой является
газ, а распределенной - жидкость. В барботажных абсорберах в сплошном
потоке жидкости распределяется газ, что достигается на так называемых
тарелках. Режим, в котором работают такие абсорберы, называют барботажным.
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 Gi известен, известна также и начальная концентрация
поглощаемого компонента в газовом потоке yi и в абсорбенте, подаваемом на
очистку, x1. Необходимо знать конечную концентрацию x2 абсорбента, то есть
степень насыщения потока абсорбента L поглощаемым компонентом. Тогда
количество поглощаемого компонента Gk определяют по формуле:
[pic]
где у2 - концентрация компонента в отходящем газовом потоке. Общее
уравнение материального баланса имеет вид:
[pic]
Конечное содержание поглощаемого компонента у2 в газовом потоке
должно быть согласовано с равновесной концентрацией его в жидкости, которую
определяют по формуле:
[pic]
где Хг* - равновесная концентрация компонента в жидкости,
отвечающая его содержанию в газовой фазе у2; т - константа фазового
равновесия (константа Генри).
Определение эффективности реальных аппаратов должно быть основано
на кинетических закономерностях процессов массопередачи, что можно записать
через скорость растворения газа в жидкости за время через поверхность
контакта фаз F, м2:
[pic]
Каждая из независимых переменных (К - коэффициент массопередачи и А
- движущая сила процесса) зависит от многих параметров (технологических
режимов, конструкций аппаратов) и может измеряться в различных единицах.
Широко применяют выражение для коэффициента массопередачи Ks как отношение
его к площади поверхности контакта фаз или к площади насадки, тарелки. Если
при этом движущая сила выражена через дельта, кг/м3, то единица измерения
Ks - м/с.
Коэффициент массопередачи относят также к объему аппарата, получая
объемный коэффициент массопередачи Кv, с-1 или ч-1:
[pic]
где а - удельная поверхность контакта фаз.
Так как интенсивность переноса массы в газовой фазе (частный
коэффициент массоотдачи вг) и в жидкой (частный коэффициент массоотдачи рж)
различна, то значение (г и (ж определяют по разным зависимостям, и их
соотношение для различных процессов также различно. Тогда выражение общего
коэффициента массопередачи через частные имеет вид:
[pic]
Соотношение между 1/(г и 1/m(ж позволяет определить долю
сопротивления в газовой и жидкой фазе в зависимости от т, зависящей от
абсорбента, степени его насыщения, температуры и др.
Значения (г и (ж находят по экспериментальным зависимостям,
рекомендуемым для определенных конструкций массообменных аппаратов.
В случае прямолинейной равновесной зависимости и постоянства рг и
pж по высоте абсорбера количество переданной массы
[pic]или
[pic]
Последнее выражение называют числом единиц переноса. По аналогии с
записью коэффициентов массопередачи можно записать
[pic]
где Nг и Nж - число единиц переноса в газовой и жидкой фазах
соответственно.
Число единиц переноса через объемные коэффициенты массопередачи:
[pic]
где Van - объем аппарата; S - площадь поперечного сечения; Н -
высота аппарата.
Тогда высота аппарата
[pic]
причем G/(Kv) отвечает высоте аппарата, для которого число единиц
переноса равно единице и называется высотой единицы переноса.
Число единиц переноса N можно определить графически. Площадь,
ограниченная кривой на таком графике, соответствует общему числу единиц
переноса, а угол ее наклона позволяет определить константы b и к.
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.
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 (рисунок 6.14) производительностью по
очищаемому воздуху от 3000 до 40000 м3/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, м3/ч |3000-40000 |
|Удельная нагрузка по газу, м3/(м2ч) |6500 |
|Гидравлическое сопротивление. Па |1400-1900 |
|Температура очищаемых газов, °С |до 300 |
|Расход воды на очистку 1000 м3 газа, |15-50 |
|л |2,5 |
|Установочный объем, м3 |120 |
|Масса, кг | |
Аппарат ГДП-М максимальной эффективностью обладает на второй
ступени очистки (после циклонов) газов от мелкодисперсной пыли.
[pic]
1 - входной патрубок; 2 - газораспределительная решетка; 3 -
корпус; 4 -каплеотделитель; 5 - выходной патрубок; 6 -
регулятор подачи воды;
| |  скачать работу |
Проектирование систем очистки выбросов цеха литья пластмасс |
