Научно-технические основы и разработка аппаратов улавливания высокодисперсной жидкой фазы (туманоуловителей) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.03, доктор технических наук Мошкин, Александр Александрович

• Мошкин, Александр Александрович
• доктор технических наук
• 2001

Оглавление диссертации доктор технических наук Мошкин, Александр Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ УЛАВЛИВАНИЯ ЖИДКИХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ (КАПЕЛЬ ТУМАНОВ)

1.1. Туманы ( основные положения)

1.2. Конденсационный метод образования тумана

1.3. Механическое образование тумана

1.4. Каплеунос.

1.5. Осаждение капель

1.6. Классификация промышленных туманоуловителей

1.7. Технологические процессы, вызывающие образование конденсационных туманов

1.8. Выводы.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ЖИДКИХ АЭРОЗОЛЕЙ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ УСТАНОВКИ

2.1. Общие положения.

2.2. Дисперсный состав капель тумана

2.3. Определение дисперсности капель тумана

2.4. Экспериментальные установки

2.5. Влияние размера частиц на выбор метода их осаждения

2.6. Выводы

ГЛАВА 3. УЛАВЛИВАНИЕ КАПЕЛЬ В АППАРАТАХ МЕХАНИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ. ВОЛОКНИСТЫЕ ФИЛЬТРЫ

3.1. Классификация волокнистых туманобрызгоуловителей

3.2. Классификация волокон

3.3. Фильтрующие материалы. Способы изготовления. Основные свойства

3.4. Конструкции фильтрующих перегородок

3.5 Конструкции туманобрызгоуловителей

3.6. Теоретические основы работы туманобрызгоуловителей.

3.6.1. Гидравлическое сопротивление

3.6.2. Эффективность улавливания капель

3.7. Применение волокнистых фильтров для очистки газов, содержащих помимо капель взвешенные твердые вещества и газообразные вредности

3.8. Выводы.

ГЛАВА 4. УЛАВЛИВАНИЕ КАПЕЛЬ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ АППАРАТАХ.

ПОЛИМЕРНЫЕ ЭЛЕКТРОФИПЬТШ.

4.1. Конструкции однозонных электрических туманоуловителей

4.2. Конструкции двухзонных электрофильтров

4.3. Применение новых материалов при изготовлении мокрых электрических тутноуловителей.

4.4. Выбор материала для мокрых полимерных электрофильтров

4.5. Разработка и исследование мокрых электрофильтров с узлами из не!жталлических ь/втериалов.

4.5.1. Разработка электрофильтра типа ЭТИ.

4.5.2. Разработка электрофильтра типа ЭЕМ.

4.5.3. Исследование двух- и четырехреберных зубчатых коронирукхцих электродов на высоковольтном лабораторном стенде.

4.5.4. Разработка шесгиреберного зубчатого коронирукзцего электрода.

4.5.5. Разработка конструкций осадительных электродов.

4.6. Промышленные испытания полимерных электрофильтров.

4.7. Методы расчета эффективности мокрых электрофильтров

4.8. Ейводы.

ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ АППАРАТЫ И УСТРОЙСТВА

ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ, КАПЕЛЬ.

5.1. Применение волокнистых брызгоуловителей в сернокислотном производстве

5.2. Насадочный скруббер из полимерных материалов.

5.3. Улавливание капель тумана в процессах окраски.

5.4. Применение отечественных фильтровальных материалов

5.5. Улавливание капель в полимерных электрофильтрах

5.6. Вывода.

6. ОБШИЕ ШВОЦЫ К РАБОТЕ

Основные условные обозначения а - удельная поверхность насадки, м2/м3; Ск - поправка Кенингема-Милликена; Б - диаметр, м;

Б - коэффициент диффузии, м2/с; <1 - диаметр, м; d5o - диаметр взвешенных частиц (капель), улавливаемых в туманоуловителе с эффективностью, равной 0,5; м; <1т - медианный диаметр взвешенных частиц (капель) ,м; В - напряженность электрического поля, В/м; е - величина заряда электрона, 1,6 * 10-19 Кл; Р - сила, Н;

0 - массовая скорость, кг/с; g - ускорение силы тяжести, м2/с; Н,Ь - высота, м; J - сила тока, А;

1 - плотность тока, А/м2;

Кб - постоянная Больцмана, 1,38 * 1023 Дж/К; М - масса 1 кмоля, кг/кмоль; ш - масса, кг; т - удельное орошение, м3/м3; п - число фильтровальных слоев; па - концентрация ионов коронного разряда, ионы/м3; 1 - линейный параметр, м;

Р - активный периметр осадительных электродов, м; р - давление, Па;

Др - гидравлическое сопротивление, перепад давлений, Па; д - электрический заряд, Кл; qD - электрический заряд за счет диффузионного механизма, Кл; И - радиус, м;

Иг - универсальная газовая постоянная, 8314 Дж/кмоль *К; гр - разрядное расстояние между осадительными и коронирующими электродами, м; в - площадь, м2; в - пересыщение пара; во - свободное сечение фильтровальной перегородки, м2/м2; Т - абсолютная температура, К; Ь - температура, °С; и - напряжение коронного разряда; В; и - пробивное напряжение, В;

V - объемный расход, м3/с; V» - объем аппарата, м3;

Сг - линейная скорость, м/с; а> - скорость вращения газового потока;

Ъ - массовая концентрация взвешенных частиц (капель) в газах, кг/м3 ; а - относительная плотность фильтрующей среды, м3/м3; б - относительная электрическая проницаемость частицы (капли); 8<> - диэлектрическая проницаемость, 8,85 * 1012 Ф/м; £ - коэффициент гидравлического сопротивления; г] - эффективность осаждения, каплеулавливания, доли; X - коэффициент теплопроводности, Вт/м 5. ОК ц - динамическая вязкость, Па * с;

V - кинематическая вязкость, м2/е; £ - пористость, м3/м3; р - плотность, кг/м3;

Рт- удельное электрическое сопротивление, Ом 5. Ом; 6 - поверхностное натяжение, Н/м;

- среднеквадратичное отклонение в функции распределения частиц по размерам; ^ - среднеквадратичное отклонение в функции распределения значений фракционной эффективности туманоуловителя; х - время,

Механизмы осаждения в - гравитационный;

- инерционный; о - центробежный; И - касания; Б - диффузионный; Кб - за счет электрических сил.

Критерии подобия

О2 02г рг = — =- . фруд;

0Г1 игав

Ре -- ---критерий Пекле;

П Вч £

Ие -- - Рейнольде.

Надстрочные индексы условия входа в аппарат, систему; условия выхода из аппарата, системы.

Подстрочные индексы а - аппарат; в - волокно; г - газы; ж - жидкость; к - капля; н - насадка; п - пар; с - сопло; фр - фракция; ч - частица; э - эквивалентный.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научно-технические основы и разработка аппаратов улавливания высокодисперсной жидкой фазы (туманоуловителей)»

Актуальность проблемы. Защита атмосферного воздуха от загрязнений промышленными и аспирационными выбросами продолжает оставаться одной из важнейших проблем современности. Исключительное внимание решению этой задачи уделяется в большинстве стран мира и прежде всего в странах экономически развитых.

Предотвращение выбросов в атмосферу актуально и для Российской Федерации.

Известно, что значительная доля выбросов падает на взвешенные частицы: твердые и жидкие. Так, согласно государственному докладу "О состоянии окружающей среды Российской Федерации в 1997 г. содержание взвешенных веществ в атмосфере превышало предельно допустимые концентрации (ЦДК) в 71 городе России (с общей численностью населения 3,8 млн. человек). Согласно тем же данным, вредные взвешенные вещества, содержащиеся в приземном слое атмосферы, лидируют по масштабу воздействия на здоровье человека. Их отрицательному влиянию подвержены около 15 млн. граждан России. Считается, что наибольшая опасность (для здоровья) связана с жидкими взвешенными частицами (каплями тумана), к которым относятся различные кислоты (серная, фосфорная), щелочи, эмульсии.

Отсюда вытекают важные задачи по разработке и освоению серийного производства простых и надежных в эксплуатации аппаратов, обеспечивающих эффективное улавливание взвешенных в газовых потоках капель - туманоуловителей. Помимо защиты окружающей среды очистка промышленных газов от содержащихся в них жидких взвешенных частиц необходима в целом ряде технологических процессов для извлечения из газов ценных продуктов; примесей, затрудняющих проведение технологического процесса; уменьшения износа оборудования; улучшения условий труда.

Широкий спектр различных по конструкции и принципу действия каплеуловителей, применяемых на практике, значительно опередил уровень теоретических исследований в области улавливания капель. Это обстоятельство привело к отсутствию, в большинстве случаев, надежных

I I

8 I методов их инженерного расчета и подчас являлось причиной серьезных I просчетов при разработке установок каплеулавливания. Особенно это | капается улавливания капель туманов конденсационного происхождения, р от/личающихся исключительно мелким размером взвешенных частиц(<5 мкм). й В связи с этим разработка научно-технических основ каплеулавливания и 1 н а их базе принципов инженерного расчета туманоуловителей должна | п озволить преодолеть разрыв, существовавший между теорией и практикой, | г

I научно обоснованно подходить к выбору аппаратурного оформления и | технологического решения систем очистки газов, обеспечивающих I улавливание жидких взвешенных частиц. I

Научные исследования в области образования туманов проводятся уже в течение многих лет. Это связано с их исключительно важной ролью в таких направлениях науки и техники, как метеорология, военное дело, целый ряд промышленных производств.

Существенный вклад в развитие теории образования туманов принадлежит отечественным ученым. И здесь, в первую очередь, необходимо отметить автора целого ряда монографий, посвященных вопросам ¡: образования туманов, А.Г.Амелина и создателя механики аэрозолей !

Н.А.Фукса.

Важные теоретические вопросы, связанные с образованием капель, освещены в работах В.Г.Левича, С.С.Кутателадзе и М.А.Стыриковича.

К сожалению, как исследований, так и работ, относящихся непосредственно к технике каплеулавливания, немного. Здесь следует выделить работы В.П.Приходько по улавливанию достаточно крупных капель, образующихся в колонных аппаратах химической технологии, и З.И.Мягкова по разработке и эксплуатации волокнистых гуманобрызгоуловителей.

Значительная доля технологических процессов, связанных с улавливанием капель туманов, протекает в условиях химически агрессивной ;реды, например, сернокислотное производство). Поэтому технические эёшения по разработке конструкций эффективных туманоуловителей в юльшинстве случаев пересекаются с необходимостью их коррозионной «щиты или, что более перспективно, с применением композиционных юлимерных материалов, стойких в химически агрессивных средах. Отсюда 9 вытекает еще одна важная задача - создание высокоэффективных газоочистных аппаратов, значительная часть конструктивных элементов которых выполнена из композиционных полимерных материалов с заданными для этой задачи свойствами. Работы в этом направлении начались относительно недавно (в 60-70-е годы), и большие успехи в их развитии также принадлежат отечественным ученым: Г.В.Сагалаеву, предложившему в 1969 г. модель наполненного полимера; В.Е.Гулю -изучение взаимосвязи структуры и свойств полимеров, А.А.Шевченко -применение полимерных материалов для электродов кислотных электрофильтров.

Диссертация выполнена в Научно-исследовательском институте по промышленной и санитарной очистке газов - НИИОГАЗ в соответствии с перспективными планами развития техники очистки промышленных выбросов (Федеральная целевая научно-техническая программа на 19962000 г.г. "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения")

Цель работы. Развитие теоретических основ улавливания жидких взвешенных частиц (капель) и разработка на их базе надежных методов выбора и расчета туманоуловителей. Разработка новых способов определения эффективности электрофильтров и подходов к созданию композиционных полимерных материалов для конструкций электростатических туманоуловителей. Создание композиционного полимерного материала, эксплуатируемого в зоне коронного разряда. Определение оптимальных условий работы и внедрение в промышленную практику надежных в эксплуатации и высокоэффективных механических и электростатических туманоуловителей.

Эти цели достигались комплексным решением следующего круга задач:

• углубленного анализа процессов, происходящих при осаждении взвешенных частиц (капель) - механизмов осаждения;

• обобщения экспериментальных данных по аэро- и гидродинамике, электростатике и эффективности осаждения капель в ю туманоуловителях; анализа факторов воздействия коронного и искрового разрядов на композиционный полимерный материал, формулирования требований к фильтровальным материалам туманоуловителей;

• выявления закономерностей управления характеристиками композиционных полимерных материалов, основанных на принципах формирования структур этих материалов для условий применения в туманоуловителях;

• реализации полученных технических решений в виде новых перспективных конструкций туманоуловителей, успешно осваиваемых промышленностью.

В основу теоретических и прикладных исследований положены закономерности аэрогидродинамики, механики аэрозолей, формирования структур композиционных полимерных материалов, которые в сочетании с экспериментально-статистическими методами обработки данных исследований обеспечивают получение представительных и устойчиво воспроизводимых результатов.

Научная новизна. Предложены: общая классификация туманоуловителей, основанная на способе их действия, и классификация непосредственно волокнистых туманоуловителей. Обобщены данные по гидродинамике волокнистых (механических) туманоуловителей и предложены зависимости для инженерного расчета их гидравлического сопротивления. Рассмотрены основные механизмы осаждения взвешенных жидких частиц (капель) в туманоуловителях и определены характеризующие их параметры.

Получены выражения для определения эффективности осаждения капель в механических и электростатических туманоуловителях, послужившие основой для разработки методов их инженерного расчета.

Сформулированы критерии работоспособности композиционных полимерных материалов в условиях коронного и искрового разрядов в электростатических туманоуловителях, разработан композиционный полимерный материал для коронирующих электродов электростатических туманоуловителей.

Предложены новые патентнозащищенные электростатические полимерные туманоуловители, использующие коронирующие электроды с

11 полимерными зубьями, выполняющими функции фиксированных точек коронирования, в которых плотность тока в 1000 раз выше, чем на соответствующей поверхности осадительного электрода, находящегося под постоянным действием коронного разряда.

Разработаны методологические основы дисперсного анализа взвешенных жидких частиц (капель) в газовом потоке.

На защиту выносятся:

- научно-технические основы процесса очистки газов от взвешенных жидких частиц (капель);

- принципиальная разработка новых способов определения и повышения эффективности электростатических туманоуловителей (электрофильтров), в частности, полимерных; методы расчета осаждения капель в механических и электростатических туманоуловителях;

- состав композита для изготовления полимерных осадительных и коронирующих электродов, обеспечивающего высокую надежность и работоспособность электростатических туманоуловителей в условиях химически агрессивной среды; конструкции перспективных аппаратов механической и электростатической очистки газов от капель туманов; результаты внедрения механических и электростатических туманоуловителей в различные отрасли промышленности.

Практическая ценность. Разработан и внедрен в промышленность целый ряд механических и электростатических туманоуловителей и систем очистки газов, базирующихся на их использовании.

Под научным руководством автора разработана техническая документация на механические и электростатические туманоуловители в виде типоразмерных рядов, охватывающих значительный диапазон производительности аппаратов по очищаемым газам.

Результатами проведенных исследований, оформленными в виде регламентов и рекомендаций на проектирование, широко пользуются проект ные институты: Гипрогазоочистка, НИИОГАЗ-Проект, АО НПО "Техэнергохимпром", Гипрохим, ГипроНИИАвтопром,

Уралцветметгазоочистка.

12

На основе полученных при проведении работы экспериментальных данных, теоретических обобщений, конструктивных решений, методов расчета происходит все нарастающее внедрение в различные отрасли промышленности и системы аспирации новых высокоэффективных, надежных в эксплуатации в условиях химически агрессивной среды, экономичных туманоуловителей.

Отдельные аспекты работы систематически используются в практике работы высших учебных заведений - Московском государственном университете инженерной экологии, Российском химико-технологическом университете им. Д.И.Менделеева, Московском государственном институте стали и сплавов, Воронежской государственной технологической академии, Воронежской государственной архитектурно-строительной академии, Российском государственном университете нефти и газа им. И.М.Губкина.

Материалы диссертации использованы при проведении совместных работ с ОАО "НИИОГАЗ" германской фирмой "Lurgi Apparate-Technik GmbH", являющейся одним из основных производителей электрофильтров в мире.

Личный вклад соискателя состоит в. создании классификации туманоуловителей, в обобщении экспериментальных и промышленных данных по гидродинамике волокнистых туманоуловителей, в анализе результатов работ по интенсификации зарядки и осаждения взвешенных частиц (капель) в электрофильтрах, эффективности и надежности разработанного композиционного полимерного материала в зоне коронного разряда этих аппаратов.

Соискателем разработаны аналитические методы и расчетные зависимости для оценки гидравлического сопротивления волокнистых туманоуловителей, эффективности осаждения капель в волокнистых и электростатических туманоуловителях; сформулированы технические приципы конструирования композиционных полимерных материалов для различных условий применения в электростатических туманоуловителях, подтвержденные целым рядом патентов и авторских свидетельств; под научным руководством соискателя разработаны конструкции и внедрены в промышленность туманоуловители, обеспечивающие реализацию исходной задачи работы.

13

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации доложены на Международном аэрозольном симпозиуме (г. Москва, 2-5 декабря 1996 г.); на научно-технической конференции "Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов" (г. Севастополь, 3-6 июня 1997 г.), на 8-ой международной научной конференции по электростатике (г. Пуатье, Франция, 4-6 июня 1997 г.); на научно-технических конференциях "Проблемы экополиса" (г. Барселона-Мадрид, Испания, 28.03-05.04.1998 г.); "Экология городов" (о. Родос, Греция, 8-12 июня 1998 г.); "Газоочистка-98: экология и технология" (г. Хургада, Египет, 14-21.Х1.1998 г.); на научно-технической конференции в МГУИЭ (г. Москва, январь 1999 г.); на научно-практическом семинаре "Технические меры снижения негативного влияния объектов промышленного и коммунального хозяйства на окружающую среду" (г. Копенгаген, Дания, 2-8.12.1999 г.); на Международной научно-практической конференции "Экология энергетики-2000" (Москва, 18-20 октября 2000 г.); на круглом столе "Экология и город" в рамках III сессии Международной конференции "Эволюция инфосферы" (г. Москва, 28 февраля 2001 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Коррозионностойкие сплавы и неметаллические материалы в газоочистной технике. М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1982, 53 с. (совместно с Г.К.Лебедюком, А.А.Шевченко, С.А.Меликсетяном).

2. Улавливание туманов кислот в различных отраслях промышленности. М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1984, 18 с. (совместно с Б.И.Мягковым).

3. Волокнистые туманобрызгоуловители. Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. М., ВИНИТИ, 2000, N1, с.25-65 (совместно с А.Ю.Вальдбергом и И.Г.Каменщиковым).

4. Современные тенденции в развитии техники электростатического осаждения капель тумана. Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. М., ВИНИТИ, 2000, N4, с.39-66.

По теме диссертации опубликовано 38 статей и тезисов докладов, получено 50 авторских свидетельств и патентов.

Заключение диссертации по теме «Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение», Мошкин, Александр Александрович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ К РАБОТЕ

1. Обоснована необходимость разработки методов расчета и 1роектирования аппаратов, обеспечивающих эффективное улавливание :одержащихся в промышленных и аспирационных выбросах жидких ззвешенных частиц (капель туманов).

2. Показано, что технические решения по разработке конструкций надежных в эксплуатации туманоуловителей в большинстве случаев связаны с необходимостью их коррозионной защиты или, что более перспективно, с применением полимерных материалов, стойких в химически агрессивных средах.

3. Обобщены и развиты научно-технические закономерности осаждения взвешенных жидких частиц - капель в механических и электростатических каплеуловителях.

На основании анализа механизмов осаждения взвешенных частиц определены параметры, влияние которых является доминирующим при улавливании высокодисперсной жидкой фазы.

Показано, что подобными механизмами являются инерционный и электростатический при размерах частиц крупнее 0,5 мкм и диффузионный при размерах частиц меньше 0,5 мкм. В связи с этим для улавливания субмикронных капель размером до 0,5 мкм рекомендовано применять низкоскоростные волокнистые фильтры, а для улавливания капель крупнее 0,5 мкм высокоскоростные волокнистые фильтры и электрофильтры.

Установлено, что при инерционном осаждении капель наименьшие энергетические затраты на процесс очистки характерны для высокоскоростных волокнистых фильтров.

4. Предложена общая классификация туманоуловителей, а также классификация волокнистых туманоуловителей, положенная в основу ГОСТ Р 50821-95 "Туманоуловители волокнистые. Типы и основные параметры".

225

Заработанные классификации являются исходным материалом для дальнейших исследований в направлении создания новых перспективных сонструкций туманоуловителей.

5. Разработаны методологические основы дисперсного анализа капель в лазовом потоке (в промышленных условиях).

Предложенные методы, основанные на применении струйных дмпакторов, позволяют проводить дисперсный анализ капель при:

- одновременном присутствии в газовом потоке твердых и жидких взвешенных частиц;

- наличии капель, образующихся за счет действия различных механизмов (конденсационного и механического);

- образовании капель в процессе охлаждения насыщенных газов, содержащих как конденсирующиеся пары кислот, так и крупные капли механического происхождения.

6. Обобщены данные по гидродинамике волокнистых туманоуловителей, уточнены оптимальные режимы их работы и предложены формулы для расчета их гидравлического сопротивления.

7. Подтверждена возможность вероятностного метода расчета эффективности высокоскоростных волокнистых фильтров различного конструктивного исполнения, что объясняется доминирующей ролью инерционного механизма осаждения в туманоуловителях этого типа.

8. Предложен метод расчета эффективности низкоскоростных волокнистых фильтров. Метод основан на преобладании диффузионного механизма осаждения, приобретающего решающее значение при скоростях фильтрации порядка 1-2 см/с и ниже.

226 Предложены технические решения, базирующиеся на организации в юлокнистых фильтрах по стадийной очистки газов. Подобный подход юзволил разработать конструкции волокнистых фильтров для очистки лазов, содержащих помимо капель взвешенные твердые вещества и газообразные вредности, т.е. обеспечить комплексную очистку газов.

10. Определена и апробирована в промышленных условиях оптимальная полимерная композиция для осадительных и коронирующих электродов, 5азирующаяся на полипропиленовой основе.

Благодаря введению наполнителей (ацетиленовой сажи, графита, этилен-пропиленового каучука и др.) композиционный материал приобрел высокие электротеплопроводящие свойства, отличается значительной механической прочностью, стойкостью к низким температурам окружающего воздуха. Высокая гидрофобность предложенного материала обеспечивает резкое снижение шламовых отложений на его поверхности.

11. Разработаны и апробированы на экспериментальных стендах и в промышленности новые оригинальные конструкции полимерных коронирующих и осадительных электродов, обеспечивающие надежность, работоспособность и высокую эффективность работы мокрых электростатических туманоуловителей в условиях химически агрессивной среды.

Зубчатый коронирующий электрод, выполненный из полимерного композита, способен устойчиво работать в зоне постоянного действия коронного разряда. Осадительный электрод изготавливается в виде полимерного универсального модульного элемента с ребрами жесткости в виде трубок (каналов), что исключает возможность коробления материала и позволяет обеспечивать жесткие допуски электродных систем, существенно повышающие эффективность очистки газов.

Разработанная конструкция позволяет создавать различные варианты оформления осадительной системы в виде моноблоков (рис.6) и защищена патентом.

227

12. Предложен новый принцип расчета полимерных электрофильтров, основанный на регулировке напряжения в электрофильтре по максимальной величине произведения иа.иср. Промышленные исследования показали, что подобный подход позволяет повысить эффективность улавливания взвешенных частиц в 10 раз.

13. Разработаны и внедрены в промышленность эффективные и надежные в эксплуатации волокнистые туманоуловители.

Фильтры представляют собой типоразмерные ряды, рассчитанные на широкий диапазон нагрузки по очищаемым газам: ФВГ-М-Н от 3000 до 60000 м3/ч; ФВГ-П-Н от 3000 до 30000 м3/ч; СНАН-Ц от 3000 до 30000 м3/ч; СННК от 5000 до 40000 м3/ч.

Вышеперечисленные фильтры успешно эксплуатируются в различных отраслях промышленности и обеспечивают высокую эффективность улавливания капель туманов и растворимых солевых аэрозольных частиц, а аппарат СННК - комплексную очистку газов как от взвешенных частиц, так и от газообразных вредностей.

Аппараты оснащены отечественными фильтровальными материалами из полипропиленовых волокон, по своим техническим характеристикам ничем не уступающими более дорогостоящим зарубежным образцам.

Разработанные конструкции брызгоуловителей с использованием отечественной полипропиленовой сетки показали высокую эффективность каплеулавливания и успешно применяются для замены выходящих из строя импортных устройств (сернокислотное производство Рязанского нефтеперегонного завода).

14. Широко внедряются в промышленную практику полимерные электрофильтры, успешно эксплуатирующиеся на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, цветной металлургии и др.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Мошкин, Александр Александрович, 2001 год

1. Российская экологическая газета "Зеленый мир" (специальный выпуск), 1998, N25 (289), 32 с.

2. Уайтлоу-Грэй и Патерсон. Дым. Исследования в области аэродисперсных систем. М.-А., ОНТИ, 1934, 172 с.

3. Амелин А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара. М., Химия, 1972, 304 с.

4. Фукс H.A. Механика аэрозолей. М., Изд-во АН СССР, 1955, 352 с.

5. Фукс H.A. Испарение и рост капель в газообразной среде. М., Изв. АН СССР, 1958, 92 с.

6. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М., Физматгиз, 1959, 700 с.

7. Кутателадзе С.С., Стырикович МЛ. Гидродинамика газожидкостных систем. М., Энергия, 1976, 296 с.

8. Приходько В.П. Принципы расчета и конструирования прямоточных центробежных аппаратов со статическими завихрителями. Докторская диссертация. М., МХТИ им. Д.И.Менделеева, 1989.

9. Ужов В.Н., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами.М., Химия, 1970, 320 с.

10. Фукс H.A., Сутугин А.Г. Высокодисперные аэрозоли. М., ВИНИТИ, 1969, 84 с.

11. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами. М., Химия, 1972, 248 с.

12. Вальдберг А.Ю., Исянов A.M., Яламов Ю.И. Теоретические основы охраны атмосферного воздуха от загрязнения промышленными аэрозолями. Санкт-Петербург, МП "НИИОГАЗ-Фильтр" -С.Пб. ГТУ РП, 1993, 235 с.230

13. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И., Решидов И.К. Очистка промышленных газов от пыли. М., Химия, 1981, 392 с.

14. Распыливающие устройства в аппаратах газоочистки.

15. Авт.: Г.К.Лебедюк, В.С.Галустов, Ю.В.Ковалевский. Обзорная информация, ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтмаш, 1976, 52 с.

16. Вальдберг А.Ю., Савицкая Н.М. Обобщенная оценка дисперсного распыла гидравлических форсунок. Теор.основы хим.технологии, 1989, т.23. N5, с.689-692.

17. Вальдберг А.Ю., Савицкая Н.М., Ковалевский Ю.В. Форсуночный подвод жидкости в аппараты и системы очистки газов. Обзорная информация ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1990, 28 с.

18. Справочник по пыле- и золоулавливанию. Под общ.ред.А.А.Русанова. М., Энергоатомиздат, 1983, 312 с.

19. LefebvreA.H. Atomisation and Sprey Technology, 1987, v.3, N1, p.37-51.

20. Вальдберг А.Ю., Савицкая Н.М. Пневматическая форсунка для тонкого распыла жидкости. Хим. и нефтегазовое машиностроени, 1998, №5, с. 29-31.

21. Jasuia A.K. Atomisation of crude and residual fuel oils. ASME, Paper 78/GT/83, presented at ASME. Gas Turbine Conference, London, April, 1978.

22. ВитманА.А., Кацнельсон Б.Д., Палеев И.И. Распыливание жидкостей форсунками. М., Госэнергоиздат, 1962, 264 с.

23. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Основы техники распыливания жидкостей. М., Химия, 1984, 256 с.

24. Вальдберг А.Ю., Исянов A.M., Тарат Э.Я. Технология пылеулавливания. А., Машиностроение, 1985, 192 с.231

25. О влиянии аэрозоля лакокрасочного материала на работоспособность рекуперативного теплообменника. Авт.: А.А.Евстропов, И.А.Белянкин, А.А.Квасов и др. Лакокрасочные материалы и их применение. 1987, N2, с.69-71.

26. Nukiyama S, TanasawaY. Experiments on the atomisation of liquids in an airstream. Trans.Soc.Mech.Engng, Japan, 1939, v.5, p.68-75.

27. Stearman F, Williamson G.G. In.Gas Purification Process. Ed. By G.Nonhebel. London, Newns-Butterworth, 1972, p.564-577.

28. Мягков Б.И., Каменщиков И.Г., Резник Ф.Б. Очистка воздуха от гальванических ванн. Обзорная информация, ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1978, 48 с.

29. Каплеуловители и их применение в газоочистке. Авт.: Г.К.Лебедюк, А.Ю.Вальдберг, М.П.Громова и др. Обзорная информация, ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1974, 64 с.

30. Экологические требования к установкам очистки газов. Методическое пособие. Минприроды России, Санкт-Петербург, 1996,58 с.

31. Пылеулавливание в металлургии. Справочник. Под ред. А.А.Гурвица. М., Металлургия, 1984, 336 с.

32. Старк С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии. М., Металлургия, 1977, 328 с.

33. Амелин А.Г. Технология серной кислоты. М., Химия, 1983, 360 с.

34. Абсорбция и пылеулавливание в производстве минеральных удобрений. Под ред. И.П.Мухленова и О.С.Ковалева. М., Химия, 1987, 208 с.

35. Постников H.H. Термическая фосфорная кислота. М., Химия, 1970, 304 с.

36. Очистка газов в производстве фосфора и фосфорных удобрений. Под ред. Э.Я.Тарата. А., Химия, 1979, 208 с.

37. Балабеков О.С., Балтабаев Л.Ш. Очистка газов в химической промышленности. М., Химия, 1991, 256 с.

38. Мягков Б.И., Попов С.А. Очистка воздуха от масляного тумана на металлообрабатывающих предприятиях. Обзорная информация, ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1981, 34 с.

39. ГОСТ 17.2.4.06-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.

40. ГОСТ 17.2.4.07-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.

41. Ю. ГОСТ 17.2.4.08-90 Охрана природы. Атмосфера. Методы определения влажности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.

42. ГОСТ 17.2.4.01-80 Охрана природы. Атмосфера. Метод определения величины каплеуноса после мокрых газоочистных аппаратов.

43. ГОСТ Р 50820-95 Оборудование газоочистное и пылеулавливающее. Методы определения запыленности газопылевых потоков.

44. СНиП Ш-Г. 10.12-66. Оборудование очистки газов. Правила производства и приема монтажных работ.М.,Госстрой СССР, 1967, 19 с.

45. Вальдберг А.Ю., Кирсанова Н.С. Метод расчета центробежных пылеуловителей. "Хим. и нефтяное машиностр.", 1985, N4, с.35.

46. Сб. методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Л.,Гидрометеоиздат, 1987, 272 с.

47. ГОСТ Р 50821-95 Туманоуловители волокнистые. Типы и основные параметры. Требования безопасности. Методы испытаний. М., ИПК, изд- во стандартов, 1996, 12 с.233

48. Кирш Е.В., Мягков Б.И., Кишкарев В.А. Исследование процесса фильтрации аэрозолей волокнистыми фильтрами с предварительной зарядкой частиц. Пром. и санит.очистка газов, 1972, N6, с.8-10.

49. Вальдберг А.Ю., Данилин В.В., Кирш Е.В., Янковский С.С. Сухие и мокрые методы очистки газов с предварительной зарядкой частиц пыли.Обзорная информация ХМ-14,М,ЦИНТИХимнефтемаш,1983, 36 с.

50. Заявка N2-8767 (Япония), МКИ В01Д 63/04. Курита Кыё К.К. Устройство крепления элементов на основе полых волокон в сепараторе с мембраной на основе полых волокон. Публикация 27.02.90 N2-220.

51. Авт.свид.Ы 1417278 Фильтровальный материал. Авт.: С.И.Ааптев и др.

52. Ав^.свид.И 1437076 Фильтровальный материал. Авт.: В.П.Мишта и др. Бюл. N42, 1987.

53. Авт.свид^ 1438825 Фильтровальный материал. Авт.: В.П.Мишта и др. Бюл. N43, 1988.

54. Авт.свид^1489809 Устройство для очистки газов. Авт.: И.Н.Бараш и др. Бюл. N24, 1989.

55. Авт.свид^ 1212496 Иглопробивной фильтровальный материал. Авт.: Ю.В.Абросимов и др. Бюл. N7, 1986.

56. Заявка N62-56770. МКИ 4 ВО 1Д 39/20, 46/10, 46/52. Мацусита дэнки сангё К.К. Газовый фильтр на основе волокнистой керамики для очистки отходящих газов. Публикация 27.11.82, N2-1420.

57. Авт. свид.N1641400 Способ изготовления тканного фильтровального элемента. Авт.: Р.Ф.Витковская и др. Бюл. N14,1991.

58. Авт.свид^ 1428426 Композиционный фильтровальный материал для тонкой очистки газов и жидкостей. Авт.: Г.П.Павлихин и др. Бюл. N37, 1988.

59. Заявка N264061 (Польша). МКИ 4 ВО 1 Д. Очистной фильтр адсорбционного типа. Публикация 27.10.88, N22.

60. Патент N1983192 (США). МКИ ВО/Д 53/04. Тканевый листовой фильтр. Публикация 08.01.92, ml 122 N22.

61. Заявка N0336882 (ЕПВ). МКИ ВО/Д 58/36. Каталитический фильтр, Способ его изготовления и способ обработки отработавшего газа. Публикация 11.10.89, N41.

62. Заявка N0398752 (ЕПВ). МКИ В0/Д 53/36. Катализатор восстановления оксидов азота. Публикация 22.11.90, N47.

63. Заявка N0387394 (ЕПВ). МКИ ВО/Д 53/36. Способ изготовления фильтрующего или катализаторного тела.

64. Вальдберг А.Ю. Расчет гидравлического сопротивления насадочных скрубберов. Хим. и нефт. машиностр., 1996, N1, с.52-55.

65. Davies C.N. Air Filtration. London-New York, Academic Press, 1973,172 p.

66. Sullivan R., Hertel К. Advances in Colloid Science, 1942, v.l, N4, p.37-80.

67. Langmuir J. The Collected Works, London, 1961, v.10, p.394.

68. Ergun S. Chem. Engng. Progr., 1952, v.48, p.89-94.

69. Whitby K.T. ASHRAF, 1965, v.7, N9, p.56-64.

70. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. M., Машиностроение, 1975, 559 с.

71. Тарат Э.Я., Вальдберг А.Ю. К вопросу выбора коэффициента местного сопротивления решеток пенных аппаратов. ЖПХ, 1968, т.41, N9,с. 1983-1987.

72. Вальдберг А.Ю., Крайнов Н.В., Савенков Н.В., Савицкая Н.М. Расчет эффективности высокоскоростных волокнистых фильтров. Теоретические основы хим. технол., 1994, т.28, N2, с.164-166.235

73. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. М., Высшая школа, 1963, 254 с.

74. Вальдберг А.Ю., Кирсанова Н.С. Метод расчета эффективности механических пылеуловителей по энергозатратам. Теор. осн. хим. технол., 1992, т.26, N1, с. 145-147.

75. Вальдберг А.Ю., Кирсанова Н.С. Исследование осаждения взвешенных частиц в противоточном насадочном скруббере. Теор.осн.хим.технол., 1994, т.28, N6, с.652-655.

76. Каталог газоочистного оборудования. С.-Петербург, ЦОЭК при Госкомэкологии РФ, 1997, 232 с.

77. Рамм В.М. Абсорбция газов. М., Химия, 1976, 656 с.

78. Рекомендации по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно-допустимых выбросов в атмосферу (ПДВ) для предприятия. М., Госкомприроды СССР, 1989, 42 с.

79. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М., Стройиздат, 1981, 296с.

80. Проспект НПП "Экоюрос Венто", г. Санкт-Петербург, 16 с.

81. Гоник А.Е., Жуков H.H., Маркин В.И. Электростатические фильтры для очистки воздуха от субмикронных частиц. В сб. "Решение экологических проблем г. Москвы в рамках программы "Конверсия-городу". М., ВИМИ, 1994, с.206-209.

82. Коррозионностойкие сплавы и неметаллические материалы в газоочистной технике. Авт.: А.А.Мошкин, Г.К.Лебедюк, А.А.Шевченко и др. Промышленная и санитарная очистка газов. Сер. ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1982, 54 с.

83. Мягков Б.И., Мошкин A.A. Улавливание туманов кислот в различных отраслях промышленности. Промышленная и санитарная очистка газов. Сер.ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1984, 18 с.236

84. Меликсетян С.А., Мошкин А.А., Еремина Л.В., Удалова В.И. Применение пластмасс и других неметаллических материалов для изготовления газоочистного оборудования. Экспресс-информ. Сер. ХМ-14, М., ЦИНТИХимнефтемаш, 1984, N1, 6 с.

85. И-. Коррозионностойкий конструкционный полимербетон ФАМ для изготовления сернокислотного электрофильтра. Авт.: В.И.Удалова, С.А.Меликсетян, А.А.Шевченко и др. Промышленная и санитарная очистка газов. 1983, N2, с. 4-5.

86. Jaros W.E. Pollution Engineering, 1982, N6, р.34-35.36. Патент ФРГ N2919989.

87. А.С. N967516 (СССР). Электрофильтр/А.А.Мошкин и др. Опубл. Вэюлл. "Открытия. Изобретения. Промышл.".

88. Исследование и внедрение материала на основе полипропилена для изготовления осадительных электродов электрофильтров. Авт.: А.П.Лесото, А.А.Мошкин, А.М.Белевицкий и др. Промышленная и санитарная очистка газов. 1983, N2, с.5-6.

89. Полунин И.П., Мошкин А.А., Пикулина Н.Л., Спивак Н.А. Электрофильтры с полимерными коронирующими электродами. Цветная металлургия, 1989, N1, с.46-48.

90. Gui V.E. Structure and Proporties as Contacting polymor Composites VFP. Utrecht, The Netherlands, 1996, 210 p.

91. Липатов Ю.С. Физико-химические основы нанесения полимеров. M., Химия, 1991, 260 с.

92. Иванюков Л.В., Фридман М.Л. Полипропилен (свойства и применение). М., Химия, 1974, 240 с.

93. Справочник "Химические добавки к полимерам". Авт.: И.П.Маслова, К.А.Золотарева, М.А.Глазунова и др.М.,Химия, 1973, 271 с.