автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Энергосберегающая модернизация теплотехнологической схемы установки деметанизации в производстве этилена

На правах рукописи

ГУСЕВА ЕВГЕНИЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ ДЕМЕТАНИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТИЛЕНА

05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2005

Работа выполнена на кафедре «Технология воды и топлива» в Казанском государственном энергетическом университете

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Лаптев Анатолий Григорьевич

Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор

Федяев Владимир Леонидович

кандидат технических наук, доцент

Шинкевич Олег Петрович

Ведущая организация -

ЗАО НПО «Нефтехимпроект» (г. Казань)

Защита диссертации состоится 5 июля 2005 г. в 14 час. 00 мин. в аудитории В-210 на заседании диссертационного совета Д 212.082.02 при Казанском государственном энергетическом университете по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, д.51.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного энергетического университета.

Автореферат разослан «3» июня 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор

Актуальность работы.*

Современные нефтеперерабатывающие, нефтехимические и химические предприятия являются крупными потребителями энергоресурсов всех видов. Большая часть энергосберегающих принципов в технологии нефте- и газопереработки должны закладываться на стадии научно-исследовательских и проектных разработок. В связи с этим при формировании заданий на проектирование обязательно должны определяться нормативные удельные энергоемкости продукции. Следующим фактором, определяющим энергосберегающую политику в производствах, служит совершенствование теплотехнологических схем и внедрение энергосберегающего оборудования, повышение надежности применяемых агрегатов, а так же эффективности проводимых технологических процессов. Важным элементом в этих мероприятиях является очистка газовых потоков от дисперсной фазы. Известно, что наличие дисперсной фазы вызывает повышение перепада давления, загрязнение поверхностей теплообмена и снижение эффективности проводимых процессов.

Аппараты для очистки газов от мелкодисперсной фазы являются важной составляющей частью при комплектовании технологической аппаратуры в теплоэнергетике, а также в газовой, нефтехимической, химической и родственным им отраслям промышленности. Различные тешюмассообменные аппараты, сушилки, печи, диспергаторы, компрессора и многие другие виды оборудования не могут работать без эффективной системы газоочистки.

Интенсивное развитие промышленности и энергетики сопровождается разнообразием условием работы теплотехнологических установок, изменением конструктивных, температурных и режимных характеристик, увеличением расходов сырья (рабочей среды), топлива и т.д. Это приводит к необходимости в создании новых конструкций газоочистительной аппаратуры и совершенствованию методов расчета эффективности их работы.

Работа выполнена в соответствии с НИОКР «Исследование и математическое моделирование сопряженных тепломассообменных процессов и процессов сепарации для теплоэнергетических установок» №01200406196 по заданию Федерального агентства по образованию № 1.3.05 и руководства ОАО «Казаньоргсинтез».

Цель работы.

1. Анализ тепловых и эксергетических потоков в теплотехнологической схеме деметанизации в производстве этилена.

2. Энерго- и ресурсосбережение за счет модернизации теплотехнологической схемы установки деметанизации с установкой сепараторов дисперсной фазы из газов.

3. Математическое моделирование и аппаратурное оформление очистки пирогаза и этилена-хладоагента от дисперсных частиц.

4. Снижение энергозатрат и потерь этилена за счет корректировки режима работы ректификационной колонны-деметанизатора К-11.

5. Повышение эффективности работы теплообменников-холодильников.

В руководстве работой принимал участие канд. техн. наук, доцент Фарахов М.И.

Научная новизна.

Выполнен анализ тепловых и эксергетических потоков в теплотехнологической схеме узла деметанизации. На основе сделанного анализа разработан энергосберегающий вариант модернизации теплотехнологической схемы с установкой аппаратов - сепараторов дисперсной фазы из газовых потоков и распределенного ввода исходной смеси по высоте колонны. Для определения эффективности сепараторов рассмотрена вероятностно-стохастическая модель и разработан метод определения ее основного параметра - скорости турбулентной миграции частиц. Получены уравнения для расчета эффективности сепарации крупных и мелких капель из газовой фазы в аппарате с регулярными и нерегулярными контактными элементами.

Практическая значимость.

Для решения задач энергосбережения на установке деметанизации разработана конструкция промышленного сепаратора с контактными устройствами жалюзийного типа для очистки пирогаза от дисперсной фазы перед подачей в ректификационную колонну, конструкция насадочного сепаратора-маслоуловителя в этиленовом холодильном цикле, конструкция сепаратора перед аппаратом осушки пирогаза.

Показано, что использование сепараторов в модернизированной теплотехнологической схеме обеспечит снижение энергетических затрат на 1830МДж/ч и повышение эксергетического КПД на 9%. При этом исключится загрязнение поверхности теплообменных труб дефлегматоров ректификационной колонны установки Э-100 масляной фазой, и как следствие, обеспечится нормальный температурный режим, снизятся потери этилена, исключатся внеплановые остановы для очистки теплообменников от масла.

Основные результаты, полученные лично автором.

Выполнен анализ работы холодильников участка низкотемпературного разделения пирогаза установки газоразделения Э-100. Сделан вывод о том, что сконденсированная жидкая фаза переохлаждается в каждом холодильнике, и тем самым увеличивается нагрузка на последующий холодильник, а также в колонну поступает неразделенная газожидкостная смесь.

Выполнен анализ работы теплообменников-дефлегматоров холодильного цикла. Сделан вывод о том, что масляная фаза, уносимая газовым потоком из узла компримирования, осаждается на поверхности теплообмена и вызывает снижение качества теплоносителей и получаемых продуктов.

Для решения данных проблем предложено установить сепараторы жидкой фазы после каждого холодильника на участке низкотемпературного разделения пирогаза и сепаратора-маслоуловителя для очистки этилена-хладоагента от масла в холодильном цикле после узла компримирования.

Проведен расчет тепловых потоков установки газоразделения. На основе выполненных расчетов сделан анализ тепловых и эксергетических потоков по элементам оборудования и систем в целом (как единый объект). Приведены эксергетические потоковые диаграммы существующей и предлагаемой модернизируемой системы. Представлены технические предложения по энергосбережению за счет модернизации теплотехнологической схемы.

Для расчета сепараторов разработан метод определения скорости

турбулентной миграции частиц в известной вероятностно-стохастической модели сепарации аэрозолей на контактных устройствах.

Разработаны конструкции вертикального сепаратора жалюзийного типа и маслоуловителя с насадками.

Автор защищает:

- использование эксергетического метода для проведения термодинамического анализа (анализа материальных и энергетических балансов) существующей теплотехнологической схемы и предлагаемой модернизированной схемы.

-использование уравнений вероятностно-стохастической модели и определение скорости турбулентной миграции частиц для расчета эффективности сепарации аэрозолей в газах-теплоносителях;

-разработанные конструкции жалюзийных сепараторов и сепаратора-маслоуловителя с насадками для использования в энергосберегающей модернизированной теплотехнологической схеме;

-использование жалюзийных сепараторов для разделения газожидкостной смеси с целью подачи отсепарированной жидкой фазы на соответствующую тарелку питания метановой колонны К-11 и снижения, тем самым, нагрузок на последующие холодильники, а также корректировки температурного режима работы ректификационной колонны;

- использование сепаратора-маслоуловителя с насадками для очистки этилена-хладоагента с целью повышения энергетической эффективности работы теплообменных аппаратов и установки деметанизации.

Апробация работы и научные публикации.

По теме диссертации опубликовано 12 работ (Межвузовский тематический сборник научных трудов «Тепломассообменные аппараты в химической технологии»; Научно-технический и общественно-информационный журнал «Энергосбережение в Республике Татарстан» и др.).

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской школе-семинаре под руководством РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», КГЭУ, г. Казань, 2002 г., 2004 г.; III Российской национальной конференции по теплообмену, МЭУ(ТУ), г.Москва, 2002г.; ХГУшколе-Семинаре под руководством РАН А.И.Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках», г. Рыбинск, 2003 г.; Аспирантско-магистерском семинаре. КГЭУ, г. Казань, 2003 г.; на Международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-16 (г. Санкт-Петербург, 2003 1г.). ММТТ-17 (г. Кострома, 2004 г.); V Международном Симпозиуме «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования», г. Казань, 2004 г.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, справки об использовании результатов.

Диссертация содержит 145 страниц машинописного текста, 11 таблиц, 35 рисунков по тексту, список литературы из 136 источников отечественных и зарубежных авторов.

Основное содержание работы.

Во введении обоснована актуальность темы и формулируется цель работы.

В первой главе выполнен обзор по основным проблемам энергосбережения, газоочистки и оценки эффективности сепараторов.

Представлены основные способы экономии энергии при работе теплообменных аппаратов и основы эксергетического метода термодинамического анализа.

Рассмотрены существующие способы очистки газов. Сделан вывод о том, что данные методы и аппараты не обеспечивают необходимой степенью очистки газовый поток, поскольку они используются для улавливания сравнительно крупных частиц, а мельчайшие частички остаются в газовом потоке и уносятся дальше в технологический цикл.

Приведены основные конструкции сепараторов, применяемых в различных отраслях промышленности, и методы их расчета.

Во второй главе дано описание теплотехнологической схемы узла деметанизации установки газоразделения Э-100 на ОАО «Казаньоргсинтез» и по данным промышленной эксплуатации указаны существующие проблемы:

- нерациональное использование тепловых потоков при охлаждении потока на входе в колонну К-11;

- потери этилена с МВФ (с дистиллятом) до 3-5 %, масс;

- загрязнение поверхности теплообменных труб дефлегматоров масляной фазой, попадающей с этиленом-хладоагентом после узла компримирования.

Узел деметанизации включает в себя низкотемпературное разделение пирогаза. В отделение низкотемпературного разделения осушенный пирогаз подается из узла осушки, последовательно проходит холодильники Т-21, Т-22 А/Б, Т-23, Т-25, в которых охлаждается до температуры минус (64-65)°С. На каждом холодильнике происходит частичная конденсация углеводородов. Затем жидкая смесь поступает на тарелку питания ректификационной колонны К-11. Таким образом, жидкая фаза в каждом холодильнике переохлаждается, и тем самым увеличивается нагрузка на последующий холодильник, а также в колонну поступает неразделенная газожидкостная смесь.

Рассмотрена возможность энергосбережения при работе холодильников на участке низкотемпературного разделения пирогаза путем включения после каждого холодильника сепаратора жидкой фазы С-1, С-2, С-3 (рис. 1). В результате отсепарированная жидкая фаза в зависимости от ее температуры будет подаваться на соответствующие тарелки по высоте колонны. Таким образом, упадет нагрузка на холодильники и создастся более благоприятный температурный профиль в ректификационной колонне.

Проведены расчеты тепловых потоков рассматриваемых теплообменников. По результатам расчетов - экономия тепла составит 1830 МДж/час за счет отвода из сепараторов отсепарированной жидкой фазы.

Кроме энергосбережения обеспечится снижение потерь этилена вверху колонны с метано-водородной фракцией. Увеличится время бесперебойной работы оборудования, снизятся газовые выбросы на факел за счет стабильной работы установки.

Рис. 1. Модернизация теплотехнологической схемы с установкой сепараторов

В теплообменниках-дефлегматорах колонны К-И хладоагентом служит этилен холодильного цикла. Так как работа компрессорного оборудования сопровождается частичным уносом масляной фазы с газовым потоком, сделан вывод о необходимости установки сепаратора-маслоуловителя для очистки этилена-хладоагента от масла в холодильном цикле после узла компримирования (рис. 2). Это обеспечит более эффективную работу дефлегматоров колонны-деметанизатора (Т-32, Т-23 и Т-25) за счет очистки теплообменной поверхности от загрязнений.

Рис. 2. Схема установки сепаратора-маслоуловителя в холодильном цикле 1 - компрессор Ф4 2 - сепаратор-маслоуловитель

3 -теплообменник-охладитель

4 - дросселирующее устройство 5—теплообменники-дефлегматоры

1 колонны К-11

Выполненные расчеты являются основой для эксергетического анализа. Порядок проведения эксергетического анализа теплоэнергетической эффективности теплотехнологических процессов включает в себя ряд этапов:

Этап 1. Определяются условия проведения технологического процесса и принимаются параметры, необходимые для построения эксергетических функций, составляется балансовая теплотехнологическая схема анализируемой системы.

Этап 2. Определяются действительные термодинамические параметры рассматриваемых потоков на входе и выходе из элементов на основе построенных материальных и тепловых балансов.

Этап 3. Определяются значения эксергии на входе и выходе элементов, составляема эксергетичёский баланс, и вычисляются потери эксергии для отдельных элементов и всей системы в целом.

Этап 4. Оценивается степень совершенства теплотехнологических процессов. Этап 5. Анализ полученных результатов.

Результаты проведенного термодинамического анализа представлены в виде потоковых эксергетических диаграмм (рис. 3,4) и табл. 1.

Вид схемы Эксергия

Епсрсд > кВт Е полин > кВт Ле

Существующий -40110,1 -20576,9 0,513

Предлагаемый -32534,6 -19349 0,60

Как видно из таблицы, эксергетический КПД предлагаемой модифицированной схемы на 9 % выше, чем у существующей схемы. Одновременно достигается почти 20 %-ное снижение требуемого подвода эксергии от внешних источников, и соответствующее снижение затрат энергоресурсов.

В третьей главе для расчета сепараторов рассмотрена вероятностно-стохастическая модель и разработан метод определения ее основного параметра -скорости турбулентной миграции частиц. Получены уравнения для расчета эффективности сепарации крупных и мелких капель из газовой фазы в аппарате с регулярными и нерегулярными контактными устройствами, и уравнения для определения высоты слоя насадки.

Для расчета эффективности сепарации использовалось уравнение авторов Е.В. Сугак, H.A. Войнов, H.A. Николаев, полученное на основе вероятностно-стохастической модели:

т), = 1 -ехр(-4Lut/(d3 ucp)j. (3)

Для вычисления скорости турбулентной миграции крупных частиц ut (м/с) Ужовым В.Н., Медниковым Е.П., McCoy D.D., Hanratty ТЛ.получена зависимость

и, =(0,17-ь 0,2)и,. (4)

Скорость турбулентной миграции мелких частиц ut выражена через приведенную скорость турбулентной миграции uj" и динамическую скорость и» (м/с) следующим образом u, = uj"u..

Для расчета приведенной скорости турбулентной миграции частиц uj" известен ряд эмпирических и полуэмпирических зависимостей, связанных со временем релаксации скорости частиц тр (с). Так в работе приведена формула авторов Liu и Agarwal

u^ =6'10~4(т+)2 при т+ <10. (5)

Безразмерное время релаксации т+ определяется по формуле т+ = tpu» /vr , где время релаксации равно тр = с1?,рч/(18цг)= d^p4/(l8vrpr).

С учетом этого скорость турбулентной миграции частиц ut запишется

ut = и+и. =0,019- . (6)

Для вычисления динамической скорости при турбулентном движении однофазного потока обычно используются формулы Блазиуса или Никурадзе.

Рис. 3. Эксергетическая потоковая диаграмма существующей системы Д - делитель; К - метановая колонна; 8 - смеситель; Е1, Е2 - емкости

Рис. 4. Эксергетическая потоковая диаграмма предлагаемой модернизированной системы Д -делитель; К - метановая колонна; 81-83 - смесители; С-1-С-3 предлагаемые сепараторы жидкой фазы; Е1, Е2 - емкости

В двухфазном потоке эти формулы дают погрешность из-за наличия дисперсной фазы в ядре потока и на стенках канала и кроме этого они не справедливы для насадок. В этом случае известен подход определения динамической скорости с использованием средней объемной диссипации энергии.

Средняя диссипация энергии в единице объема среды записывается в известной форме:

£ = twdu/dy = pu2/(xy). (7)

В формуле (7) е - локальная диссипация энергии (кг/м с3). Очевидно, чго при некотором значении у=6э локальная диссипация энергии е будет совпадать со средней объемной диссипацией е (кг/м с3),то есть е = е при у =-5э.

Используем подход, применяемый в прикладной аэродинамике, когда для определения некоторой эффективной длины, необходимой для вычисления среднего касательного напряжения на поверхности сложной геометрии, записываются условия равенства толщин потерь энергий градиентных и безградиентных пограничных слоев. На основе использования данного подхода найдем значение толщины пограничного слоя 5Э по балансу импульса.

На основе соотношения (7) среднее значение динамической скорости при у = 5э равно:

1».-£Х«,/РГ. (8)

В выражении (8) основными параметрами являются средняя объемная диссипация энергии е и эффективная толщина пограничного слоя 8Э.

Средняя диссипация энергии в выражении (8) найдена, используя перепад давления в каналах ДР, полученный экспериментально с учетом наличия дисперсной фазы:

е = AP Ujp/L. (9)

Толщину пограничного слоя в уравнении (8) получим на основе баланса импульса. На основе трехслойной модели турбулентного пограничного слоя характеристики турбулентного обмена записаны, используя функции, предложенные Owen Р.:

vT/v = 0,001^+)3, где у+ е [0;5], (10)

ут/у = 0,012(у+-1,б)2,гдеу+ е[5;20], (11)

vT/v = 0,4(у+ - К)), где у+ е [20;$] (12)

Сопротивление переносу импульса записано в виде

1 = 6(_ЁУ_Л_*_/[_&_ (13)

Г о v + 0,00lv(u.y/v)3 5, V + 0,012v(u.y/v - 1,б)2 5j v + 0,4v(u,y/v-10)' где 5, = 5v/u,; 82 =20v/u«; y+ = u.y/v.

После интегрирования получен коэффициент переноса импульса

у = u./[l 1,73 + 2,5[ln(0,4u.63 -3v)- ln(5v)J. (14)

Толщина пограничного слоя найдена из выражения (14) и потокового

соотношения:

Tw=ui-pr=pr-yAu=c) (15)

где Ди г - средняя движущая сила переноса импульса (м/с): Au„ = u„ - ulp.

На основе (15) с учетом коэффициента переноса импульса (14) получено

5 э = 2,5/u« [ехр [о,4(дй„/и» -11,7з) + ln(5v)j+ 3vj. (16)

Полученная система уравнений (8), (16) решается методом итерации. В результате решения данной системы уравнений найдены средние значения динамической скорости и толщины турбулентного пограничного слоя при различных режимах. Для проверки этих уравнений выполнены сравнения результатов расчета динамической скорости и толщины пограничного слоя для трубы и пластины и получены удовлетворительные согласования с известными выражениями.

Для сокращения времени расчета характеристик пограничного слоя на элементах насадки сепаратора выполнено обобщение результатов решения системы уравнений (8), (16) в виде выражения

u. = k(svr/pr)%, (17)

где коэффициент к является слабой функцией от числа Рейнольдса.

В результате решения системы уравнений (9), (16) получено к 1,8. Тогда

а. =l,8$vr/pr)^ =l,8(APucpvr/(Lpr))>4, (18)

Из (18) с учетом выражения (9) получено безразмерное время релаксации =0,18(d^p4/(prvr),'5\/APucp/L.

Скорость турбулентного осаждения частиц для сепараторов с насадками выразится как (с ut, полученной Ужовым В.Н., МсСоу D.D., Hanratty T.J.)

и, =0,36 • 10~4(d4p2/(v2'7sp;i'25 ))(дРиср/ь)5/4. (19)

На основе последнего выражения значение эффективности сепарации в формуле (3) в аппаратах с насадками для мелких частиц имеет вид

1 = 1ехр[_ 1.40 • 10-4 (d4p2 AP ''25 /(vj:'75Pr'25d э ))(ucp /l)0'25 J. (20)

Эффективность сепарации крупных капель с учетом (18) и ut = uj"u. равна

Л, =l-exp[-l,44/d3 (l/uСр)0,75(äPvг/р, )0'25]. (21)

Данные выражения позволяют в явном виде быстро оценить влияние режимных, конструктивных характеристик и физических свойств газового потока с аэрозольными частицами на эффективность сепарации в аппарате с различными насадками.

При решении задачи проектирования аппарата с необходимой степенью очистки газового потока можно по заданной эффективности сепарации, известным теплофизическим свойствам очищаемого газового потока с дисперсной фазой найти конструктивные характеристики сепаратора.

Hi выражений (20) и (21) получено:

. = -0,83 !п(1 - пК25("сР/(1^угГ "

(23)

Это даст возможность по заданной эффективности сепарации и известному параметру Ю14, учитывающему наличие жидкой пленки, вычислять высоту слоя насадки в сепараторе.

Разработанная математическая модель сепарации аэрозолей позволяет оценить эффективность использования различных насадочных элементов при модернизации или проектировании сепараторов.

В четвертой главе приводятся результаты расчета и обоснование выбора конструкций трех сепараторов с контактными устройствами.

Вертикальный жалюзийный сепаратор (рис. 5) имеет вид двойного цилиндра, внутри которого размещены контактные элементы. Пакеты жалюзи установлены вертикально с определенным шагом друг от друга. Профиль регулярной насадки -волнообразный. Конструктивные размеры каждого сепаратора зависят от расхода пирогаза.

Рис. 5. Схема вертикального жалюзийного сепаратора жидкой фазы из исходной смеси на установке газоразделения Э-100 А - вход пирогаза; Б - выход пирогаза; В - дренаж; 1 -корпус аппарата; 2 - внутренний цилиндр; 3 - контактные элементы жалюзийного типа; Основное назначение данного сепаратора выделение крупных капель жидкой фазы из потока пирогаза. Эффективность сепарации составляет ~ 95 %.

Маслоуловитель (рис. 6) для установки в холодильном цикле представляет собой цилиндрическую обечайку 1 внутренним диаметром 1000 мм с эллиптическими днищем 2 и крышкой 3 и содержит три ступени очистки.

Рис. 6. Схема сепаратора-маслоуловителя в этиленовом холодильном цикле А - вход исходного продукта; Б - выход этилена; В - выход масла; Г, Д - штуцера для контроля

Очищаемый этилен подается через верхний штуцер аппарата А и поступает в первую зону очистки. Первая зона расположена в верхней части внутренней обечайки внутренним диаметром 200 мм и включает в себя слой мелкой неупорядоченной насадки 4 «Инжехим-2000» (рис. 7), выполненной из листа нержавеющей стали толщиной от 0,3 мм. Основное назначение первой зоны -выделение относительно крупных капель масла (~1 мкм) из потока этилена с последующей подачей образующейся масляной фазы на вторую зону очистки. На первой зоне очистки выделяются капли микронного размера, составляющие, в объемном отношении, до 20 % масляной фазы. Вторая зона очистки выполнена в виде кольцевых сегментов из вертикальных гофрированных

пластин 5 «IRR» (рис. 8) из тонкой ленты нержавеющей стали, подвергнутой специальной механической обработке, уложенных во внутреннюю обечайку ниже первой зоны. При смотке ленты в рулон образуется пакет регулярной насадки.

Рис. 7. Насадка «Инжехим-2000» Рис. 8. Рулонная регулярная насадка «IRR»

Пройдя через насадочные зоны внутренней обечайки газовый поток поступает на третью зону очистки - инерционную. После выхода из внутренней обечайки газовый поток изменяет свое направление на 90 градусов. При этом из газового потока за счет инерционных сил выделяются образованные за счет вторичного дробления уловленной масляной фазы крупные капли. Фильтрационная зона расположена на боковой поверхности промежуточной обечайки и представляет собой многослойный фильтр из чередующихся слоев металлической сетки 6 ткани различной порозности. Масляная фаза с нижнего среза рулонной насадки попадает на гидравлический затвор, и по мере накопления стекает в нижнюю накопительную часть аппарата. Туда же стекает уловленное масло из фильтрующей зоны.

Расчеты по уравнению аддитивности показывают, что суммарная степень очистки газовой фазы от масляной фазы составляет выше 99%.

Аналогичный маслоуловитель внедрен в 2003 г. после узла компримирования на линии товарного этилена установки Э-100.

Разработаны и внедрены технические решения по модернизации сепаратора перед узлом осушки пирогаза. Осушка осуществляется в аппаратах с адсорбентом.

Основной ожидаемый экономический эффект:

- от установки сепараторов С-1, С-2, С-3 - 1830 МДж/ч (около 65 тыс. евро в

год);

- за счет увеличения срока службы адсорбента (около 40 тыс. евро в год).

Основные результаты и выводы.

1. На основе выполненного эксергетического анализа сделан вывод об энергосбережении за счет модернизации теплотехнологической схемы установки деметанизации путем установки сепараторов дисперсной фазы из газов.

2. Для расчета эффективности очистки пирогаза и этилена-хладоагента от дисперсных частиц использовалась известная вероятностно-стохастическая модель процессов сепарации аэрозолей. Особенностью уравнений математической модели является возможность производить расчеты эффективности сепарации аэрозольных частиц в промышленных аппаратах, основываясь только на результатах физического моделирования процесса на макете. Причем' в' качестве экспериментальной информации используется перепад рабочей зоны сепаратора. Это позволит значительно сократить материальные затраты при исследовании и сроки проектирования промышленных аппаратов.

3. Показано, что за счет отвода осепарированной жидкости из сепараторов и подвода ее в зависимости от температуры на соответствующие тарелки питания по

14

высоте метановой колонны К-11 достигается снижение перепада давления на 38 % и экономия энергетических затрат на 1830 МДж/час.

4. Показано, что за счет корректировки режима работы ректификационной колонны-деметанизатора К-11 достигается снижение энергозатрат на 11 % и потерь этилена вверху колонны с МВФ на 30-35 %, относительных.

5. Выполнены расчеты и разработана конструкции жалюзийных сепараторов для разделения газожидкостной смеси перед подачей в колонну К-11.

6. Разработана конструкция сепаратора-маслоуловителя с регулярной и нерегулярными насадками для очистки этилена-хладоагента с целью повышения энергетической эффективности (на 30-40%) работы теплообменных аппаратов установки деметанизации. Сепаратор-маслоуловитель изготовлен по разработанным чертежам. Аналогичный аппарат внедрен на линии товарного этилена и дает положительные результаты.

7. За счет модернизации теплотехнологической схемы эксергетический КПД увеличится на 9 %, и снизится подвод эксергий от внешних источников на 20 %. Результаты работы включены в перспективный план развития ОАО «Казаньоргсинтез». В апреле 2005 г. выполнена модернизация сепаратора перед узлом осушки пирогаза. Эффективность сепарации капель воды повысилась в 3 раза и составляет 98-99 %.

Условные обозначения: L - высота слоя насадки (канала), м; d, -эквивалентный диаметр канала, м; иср - средняя скорость газовой среды, м/с; vr -коэффициент кинематической вязкости газа, м2/с; рг - плотность газа, кг/м3; цг -коэффициент динамической вязкости газа, Н-с/м2; d4 - диаметр дисперсной частицы, м; рч - плотность дисперсной частицы, кг/м3; р - плотность среды, кг/м3; е - средняя объемная диссипация энергии, кг/м-с3; tw - касательное напряжение, Па; у= 0,4 -константа Прандтля; у - поперечная координата, м; v, vT - коэффициенты молекулярного и турбулентного обмена; у+ - безразмерная координата; 5Э -эффективная толщина пограничного слоя, м; 6j - толщина вязкого подслоя, м; 52 -толщина буферной области пограничного слоя, м; и - средняя скорость в ядре потока, м/с; и^ - средняя скорость на межфазной поверхности пленки жидкости, м/с; Р - гидравлическое сопротивление, Па; - коэффициент сопротивления сухой насадки; b - эмпирический коэффициент; q - плотность орошения, м3/(м2-ч).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Лаптев А.Г., ФараховМ.И., Миндубаев Р.Ф., Гусева Е.В. Определение эффективности сепарации аэрозолей в промышленных аппаратах на основе диссипируемой энергии // Межвуз. темат. сб. науч. трудов «Тепломассообменные аппараты в химической технологии». Казань, КГТУ, 2002. С. 38-45. - 120 экз. -ISBN 5-93139-151-7.

2. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Гусева Е.В. Энергетический метод расчета эффективности сепарации аэрозольных частиц // Тезисы докладов XIV школы-семинара под руководством РАН А.И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках». Рыбинск, 2003. С. 263-265. -300 экз. - ISBN 5-7046-0936-8.

3. Лаптев А.Г., Миндубаев Р.Ф., Гусева Е.В. Определение характеристик пограничного слоя в потоках с аэрозолями // Материалы докладов Всероссийской школы-семинара под рук-вом РАН В.Е. Алемасова «Проблемы

15

тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении». Казань, 2002. С. 1011. - 200 экз. - ISBN 5-89873-034-6.

4. Лаптев А.Г., Миндубаев Р.Ф., Гусева Е.В. Проектирование аппарата для очистки газовых потоков от аэрозолей // Материалы докладов на Всероссийской школе - семинаре под рук-вом РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» КГЭУ, г. Казань, 2002. С. 71-72. - 200 экз.

- ISBN 5-89873-034-6.

5. Гусева Е.В., Миндубаев Р.Ф. Определение характеристик потоков с аэрозолями и их влияние на эффективность теплообмена // III Российская национальная конф. по теплообмену Сборник докладов. Москва, 2002. С. 115-118.

6. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Гусева Е.В. Эффективность сепарации аэрозолей в аппаратах с насадками при ламинарном и турбулентном режимах: Тез. докл. XVI Международ, научн. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-16). Т. 10. Санкт-Петербург, 2003. С. 44-45. - 180 экз. -ISBN 5-230-09657-8.

7. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Гусева Е.В. Моделирование сепарации дисперсной фазы из газовых потоков: Тез. докл. XVII Международ, науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-17). Т. 9. Кострома, 2004. С. 74-76. - 160 экз. - ISBN 5-8285-0172-0.

8. Гусева Е.В., Лаптев А.Г. Снижение энергозатрат на установке деметанизации в производстве этилена // Тезисы докладов на Всероссийской школе

- семинаре под руководством РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» КГЭУ, г. Казань, 2004. С. 397-403. -200 экз. - ISBN 5-98180-107-7.

9. А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов, Е.В. Гусева Очистка газов от масляных туманов и повышение эффективности теплообменных аппаратов. Научно-технический и общественно-информационный журнал «Энергосбережение в Республике Татарстан» № 1-2 (15-16). 2004. С. 77-79. - 990 экз.

10. Лаптев А.Г., Гусева Е.В. «Энергосбережение на установках газоразделения в производстве этилена за счет сепарации дисперсной фазы из газовых потоков». V Международ. Симпозиум «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования», г.Казань, декабрь, 2004. С.541-547. -Шэкз.-ISBN 5-98180-167-0.

11. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Гусева Е.В. Определение эффективности сепарации аэрозолей в насадочных сепараторах // Межвуз. темат. сб. научн. тр. «Тепломассообменные апп. в химической технологии». Казань, КГТУ,2004. С.39-49.

12. Гусева Е.В., ТарпиИ.А. Задачи очистки газовых потоков на установках газоразделения в производстве этилена // Межвуз. темат. сб. научн. тр.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

И ГАЗООЧИСТКИ.

1.1. Энергосбережение при ректификации.

1.1.1. Эксергетический метод термодинамического анализа.

1.1.2. Основные способы экономии энергии.

1.2. Задачи проблемы очистки газов от дисперсной фазы.

1.3. Конструкции сепараторов.

1.4. Математические модели и методы определения эффективности сепараторов.

Выводы.

ГЛАВА 2. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ ДЕМЕТАНИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТИЛЕНА.

2.1. Описание теплотехнологической схемы.

2.2. Расчет тепловых потоков и модернизация теплотехнологической схемы.

2.2.1. Основные задачи очистки газов.

2.2.2. Модернизация теплотехнологической схемы.

2.3. Анализ тепловых и эксергетических потоков установки деметанизации.

2.3.1. Методика проведения анализа.

2.3.2. Результаты исследований.

2.4. Технические предложения по энергосбережению.

Выводы.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

ОТ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ.

3.1. Вероятно-стохастическая модель.

3.1.1. Эффективность сепарации по энергетическому методу в регулярной насадке.

3.1.2. Математические модели очистки газов от аэрозольных частиц в дисперсно-кольцевых потоках.

3.2. Определение параметров модели.

3.2.1. Динамическая скорость при движении аэрозолей.

3.2.2. Перепад давления в насадочных аппаратах.

3.2.3. Задержка жидкости и коэффициент смачиваемости поверхности насад очного слоя.

3.3. Расчет эффективности сепарации.

Выводы.

ГЛАВА 4. МОДЕРНИЗАЦИЯ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

УСТАНОВКИ ДЕМЕТАНИЗАЦИИ И ЭНЕРГОСБЕЕЖЕНИЕ.

4.1. Конструкция и расчет сепараторов жидкой фазы из исходной смеси.

4.2. Конструкция и расчет сепаратора-маслоуловителя в холодильном цикле.

4.3. Конструкция модернизированного сепаратора Еузла осушки пирогаза.

4.4. Энергосбережение после внедрения сепараторов.

4.4.1. Экономическое обоснование сепараторов С-1, С-2, С-3.

4.4.2. Экономическое обоснование сепаратора-маслоуловителя.

4.4.3. Экономическое обоснование сепаратора Е-214.

Выводы.

Современные нефтеперерабатывающие, нефтехимические и химические предприятия являются крупными потребителями энергоресурсов всех видов. Большая часть энергосберегающих принципов в технологии нефте- и газопереработки должны закладываться на стадии научно-исследовательских и проектных разработок. В связи с этим при формировании заданий на проектирование обязательно должны определяться нормативные удельные энергоемкости продукции. Следующим фактором, определяющим энергосберегающую политику в производствах, служит совершенствование теплотехнологических схем и внедрение энергосберегающего оборудования, повышение надежности применяемых агрегатов, а так же эффективности проводимых технологических процессов. Важным элементом в этих мероприятиях является очистка газовых потоков от дисперсной фазы. Известно, что наличие дисперсной фазы вызывает повышение перепада давления, загрязнение поверхностей теплообмена и снижение эффективности проводимых процессов.

Аппараты для очистки газов от мелкодисперсной фазы являются важной составляющей частью при комплектовании технологической аппаратуры в теплоэнергетике, а также в газовой, нефтехимической, химической и родственным им отраслям промышленности. Различные тепломассообменные аппараты, сушилки, печи, диспергаторы, компрессора и многие другие виды оборудования не могут работать без эффективной системы газоочистки. Разнообразие условий работы установок и решаемых задач вызывают необходимость в создании новых конструкций газоочистительной аппаратуры и совершенствовании методов расчета их эффективности. К настоящему времени накоплен определенный опыт решений этих сложных задач. В многочисленных обзорах [1-7] приводятся результаты наиболее интересных зарубежных и отечественных работ в этой области. За последние годы опубликовано несколько монографий и справочников [8-12]. Однако, несмотря на значительные достижения в теории и практике газоочистки остается ряд задач, требующих новых методов решения.

В диссертации рассмотрена теплотехнологическая схема узла деметанизации установки газоразделения в производстве этилена.

Установка газоразделения Э-100 в производстве этилена предназначена для выделения метано-водородной фракции (МВФ) из пирогаза, отбираемой с верха колонны, и включает в себя ректификационную колонну К-11. В колонне К-11 используется процесс ректификации. Перед колонной последовательно установлены холодильники Т-21, Т-22, Т-23А/Б, Т-25. Поступающий из узла осушки пирогаз последовательно проходит эти холодильники, в которых происходит частичная конденсация углеводородов, и образованная газожидкостная смесь поступает в кубовую часть укрепляющей секции метановой колонны. Таким образом, жидкая фаза в каждом холодильнике переохлаждается, и тем самым увеличивается нагрузка на последующий холодильник, а также в колонну поступает неразделенная газожидкостная смесь.

В данной работе предлагается рассмотреть возможность энергосбережения при работе холодильников - дефлегматоров на участке низкотемпературного разделения пирогаза путем включения после каждого холодильника сепаратора жидкой фазы.

Для исследования степени термодинамического совершенства промышленных объектов проводились расчеты и сравнительный эксергетический анализ (анализ материальных и энергетических балансов) существующей и предлагаемой модернизированной систем.

На поверхности теплообменных аппаратов (дефлегматоров колонны К-11) осаждаются масляные аэрозоли, попадающие в технологический цикл после узла компримирования. Аэрозоль коагулирует и осаждается на поверхности теплообменников. Масляная пленка создает дополнительное термическое сопротивление, что вызывает значительное снижение эффективности теплопередачи. Как следствие происходит недостаточное охлаждение метановодородной фракции в дефлегматорах колонны, приводящее к потерям этилена.

Целью данной работы является;

1. Анализ тепловых и эксергетических потоков в теплотехнологической схеме деметанизации в производстве этилена.

2. Энерго- и ресурсосбережение за счет модернизации теплотехнологической схемы установки деметанизации с установкой сепараторов дисперсной фазы из газов.

3. Математическое моделирование и аппаратурное оформление очистки пирогаза и этилена-хладоагента от дисперсных частиц.

4. Снижение энергозатрат и потерь этилена за счет корректировки режима работы ректификационной колонны-деметанизатора К-11.

5. Повышение эффективности работы теплообменников-холодильников.

Научная новизна.

Выполнен анализ тепловых и эксергетических потоков в теплотехнологической схеме узла деметанизации. На основе сделанного анализа разработан энергосберегающий вариант модернизации теплотехнологической схемы с установкой аппаратов - сепараторов дисперсной фазы из газовых потоков и распределенного ввода исходной смеси по высоте колонны. Для определения эффективности сепараторов рассмотрена вероятностно-стохастическая модель и разработан метод определения ее основного параметра - скорости турбулентной миграции частиц. Получены уравнения для расчета эффективности сепарации крупных и мелких капель из газовой фазы в аппарате с регулярными и нерегулярными контактными элементами.

Практическая значимость.

Для решения задач энергосбережения на установке деметанизации разработана конструкция промышленного сепаратора с контактными устройствами жалюзийного типа для очистки пирогаза от дисперсной фазы перед подачей в ректификационную колонну, конструкция насадочного сепаратора-маслоуловителя в этиленовом холодильном цикле, конструкция сепаратора перед аппаратом осушки пирогаза.

Показано, что использование сепараторов в модернизированной теплотехнологической схеме обеспечит снижение энергетических затрат на 1830 МДж/ч и повышение эксергетического КПД на 9 %. При этом исключится загрязнение поверхности теплообменных труб дефлегматоров ректификационной колонны установки Э-100 масляной фазой, и как следствие, обеспечится нормальный температурный режим, снизятся потери этилена, исключатся внеплановые остановы для очистки теплообменников от масла.

Основные результаты, полученные лично автором.

Выполнен анализ работы холодильников участка низкотемпературного разделения пирогаза установки газоразделения Э-100. Сделан вывод о том, что сконденсированная жидкая фаза переохлаждается в каждом холодильнике, и тем самым увеличивается нагрузка на последующий холодильник, а также в колонну поступает неразделенная газожидкостная смесь.

Выполнен анализ работы теплообменников-дефлегматоров холодильного цикла. Сделан вывод о том, что масляная фаза, уносимая газовым потоком из узла компримирования, осаждается на поверхности теплообмена и вызывает снижение качества теплоносителей и получаемых продуктов.

Для решения данных проблем предложено установить сепараторы жидкой фазы после каждого холодильника на участке низкотемпературного разделения пирогаза и сепаратора-маслоуловителя для очистки этилена-хладоагента от масла в холодильном цикле после узла компримирования.

Проведен расчет тепловых потоков установки газоразделения. На основе выполненных расчетов сделан анализ тепловых и эксергетических потоков по элементам оборудования и систем в целом (как единый объект). Приведены эксергетические потоковые диаграммы существующей и предлагаемой модернизируемой системы. Представлены технические предложения по энергосбережению за счет модернизации теплотехнологической схемы.

Для расчета сепараторов разработан метод определения скорости турбулентной миграции частиц в известной вероятностно-стохастической модели сепарации аэрозолей на контактных устройствах.

Разработаны конструкции вертикального сепаратора жалюзийного типа и маслоуловителя с насадками.

Апробация работы и научные публикации.

По теме диссертации опубликовано 12 работ (Межвузовский тематический сборник научных трудов «Тепломассообменные аппараты в химической технологии»; Научно-технический и общественно-информационный журнал «Энергосбережение в Республике Татарстан» и др.).

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской школе-семинаре под руководством РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», КГЭУ, г. Казань, 2002 г., 2004 г.; III Российской национальной конференции по теплообмену, МЭУ(ТУ), г. Москва, 2002 г.; XTV школе-семинаре под руководством РАН А.И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках», г. Рыбинск, 2003 г.; Аспирантско-магистерском семинаре. КГЭУ, г. Казань, 2003 г.; на Международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-16 (г. Санкт-Петербург, 2003 г.), ММТТ-17 (г. Кострома, 2004 г.); V Международном Симпозиуме «Ресурсоэффективность и энергосбережение в современных условиях хозяйствования», г. Казань, 2004 г.

Работа выполнена в соответствии с НИОКР «Исследование и математическое моделирование сопряженных тепломассообменных процессов и процессов сепарации для теплоэнергетических установок» № 01200406196 по заданию Федерального агентства по образованию № 1.3.05 и руководства ОАО «Казаньоргсинтез».

В постановке задачи исследования и в выборе реализации методов ее решения принимал участие канд. техн. наук, доцент каф. «Процессы и аппараты химической технологии» Казанского государственного технологического университета (КХТИ) Фарахов М.И.

Выводы

На основе представленной математической модели процесса сепарации были выполнены расчеты гидродинамических характеристик и разработаны конструкции трех аппаратов — жалюзийного сепаратора, сепаратора-маслоуловителя и модернизированного сепаратора Е-214. Поскольку сроки окупаемости предлагаемых аппаратов малы, технические предложения по модернизации теплотехнологической являются рентабельными.

129

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современные нефтеперерабатывающие, нефтехимические и химические предприятия являются крупными потребителями энергоресурсов всех видов. Для энергосбережения необходимо совершенствование теплотехнологических схем и внедрение энергосберегающего оборудования, повышение надежности применяемых агрегатов, а так же эффективности проводимых технологических процессов. Важным элементом в этих мероприятиях является очистка газовых потоков от дисперсной фазы. Известно, что наличие дисперсной фазы вызывает повышение перепада давления, загрязнение поверхностей теплообмена и снижение эффективности проводимых процессов.

В данной диссертационной работе предложены решения задач энергосбережения:

- по проблеме разделения исходной смеси на участке низкотемпературного разделения пирогаза установки газоразделения Э-100. Так как поступающий из узла осушки пирогаз проходит последовательно холодильники, в которых охлаждается до заданной температуры, соответственно в них конденсируется, а затем неразделенная газожидкостная смесь подается в ректификационную колонну;

- по проблеме очистки этилена-хладоагента в холодильном цикле. Попадающие после узлов компримирования масляные аэрозоли осаждаются на поверхности теплообмена теплообменников-дефлегматоров ректификационной колонны К-11 и повышает термическое сопротивление стенок теплообменников. В результате эффективность работы теплообменных аппаратов снижается, происходит снижение качества теплоносителей и получаемых продуктов.

- проблеме малоэффективной сепарации капель влаги перед узлом осушки пирогаза. В процессе получения этилена пирогаз проходит щелочную очистку и последующую отмывку водой от щелочи на установке газоразделения Э-200. Сепаратор Е-214 установлен после колонны К-203 перед узлом осушки пирогаза и представляет собой полую емкость. Данный сепаратор необходим для отделения крупных капель влаги, так как достаточное количество жидкости уносится с газовым потоком после водной промывки. Эффективность данного сепаратора невысокая; влага негативно сказывается на работе катализаторов и они быстро выходят из строя.

Проведен расчет тепловых потоков установки газоразделения с помощью пакета прикладной программы CHEMCAD 5.2. На основе выполненных расчетов проведен анализ тепловых и эксергетических потоков по элементам оборудования и системы в целом (как единый объект). На основе эксергетического анализа и приведенных эксергетических потоковых диаграмм представлены технические предложения по энергосбережению за счет модернизации существующей теплотехнологической схемы.

Для решения поставленных задач предложено установить сепараторы жидкой фазы после каждого холодильника на участке низкотемпературного разделения пирогаза, сепаратора-маслоуловителя для очистки этилена-хладоагента от масла в холодильном цикле после узла компримирования и модернизировать сепаратор Е-214 на установке газоразделения Э-200.

Для расчета конструкций данных сепараторов использовалась известная вероятностно-стохастическая модель, а также в ее основе был разработан метод определения ее основного параметра — скорости турбулентной миграции частиц для расчета эффективности сепарации.

В данной работе для очистки газовых потоков от дисперсной фазы предложено два варианта алгоритма расчета. В первом алгоритме расчета, применяемом в основном при проектировании аппаратов, получены уравнения для расчета эффективности сепарации крупных и мелких капель из газовой фазы в аппарате с регулярными и нерегулярными насадками. Во втором алгоритме расчета, применяемом для модернизации действующего оборудования, получены уравнения для определения конструктивных характеристик сепаратора, т.е. высоты слоя насадки, по известному перепаду давления и заданной эффективности сепарации.

В результате расчетов были выбраны конструкции контактных устройств сепараторов жидкой фазы из исходной смеси и сепаратора перед аппаратом осушки пирогаза Е-214, сепаратора-маслоуловителя.

В результате установки сепараторов жидкой фазы ожидается снижение энергетических затрат на 3494 Гкал в год и повышение эксергетического КПД на 9 %. При этом обеспечится нормальный температурный режим метановой колонны К-11. Тем самым снизятся потери этилена в вверху колонны с метано-водородной фракцией, а также снизится нагрузка на теплообменник Т-28 и кипятильник Т-27, что даст дополнительную экономию тепла.

В результате установки сепаратора-маслоуловителя исключатся внеплановые остановы для очистки теплообменников от масла.

В результате модернизации сепаратора Е-214 эффективность сепарации капель воды повысилась в три раза и составляет 98-99 %.

Применимость разработанной математической модели полностью подтверждена эксплуатационными данными.

Общий экономический эффект от проведенных мероприятий составит более 100 тыс. евро в год.

Разработанная математическая модель и конструктивные исполнения сепараторов жидкой фазы и сепаратора-маслоуловителя могут использоваться для расчетов и аппаратурного оформления очистки газов на предприятиях теплоэнергетики и других отраслях промышленности (газовой, нефтехимической, легкой и др.).

1. Мягков Б.И. Волокнистые туманоуловители. Обзорн. информ. Сер. Пром. и сан. Очистка газов. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1973.

2. Мягков Б.И., Каменщиков И.Г., Резник Ф.Б. Очистка вентовоздухагальванических ванн. Обзорн. информ. Сер. ХМ 14. Пром. и сан. Очистка газов. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1978.

3. Мягков Б.И., Попов О.А. Очистка воздуха от масляного тумана наметаллообрабатывающих предприятиях. Обзорн. информ. Сер. ХМ — 14. Пром. и сан. очистка газов. — М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1981.

4. Мягков Б.И. Волокнистые и сетчатые брызготуманоуловители. Обзорн.информ. Сер. ХМ — 14. Пром. и сан. очистка газов. — М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1983.

5. Мягков Б.И., Мошкин А.А. Улавливание туманов кислот в различных отраслях промышленности. Обзорн. информ. Сер. ХМ 14. Пром. и сан. очистка газов. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1984.

6. Янковский С.С. Промышленное применение волокнистых и сетчатыхфильтров. Обзорн. информ. Сер. ХМ 14. Пром. и сан. очистка газов. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1988.

7. Мягков Б.И., Савенков Н.В. Инерционные волокнистые и сетчатые туманобрызгоуловители. (НИИОгаз) обзор М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1991.

8. Зиганшин М.Г., Колесник А.А., Посохин В.Н. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. М.: «Экопресс-ЗМ», 1998. 505 с.

9. Сугак Е.В., Войнов Н.А., Николаев Н.А. Очистка газовых выбросов в аппаратах с интенсивными гидродинамическими режимами. Казань; РИЦ «Школа», 1999.-224 с.

10. Швыдкий B.C., Ладыгичев М.Г.Очистка газов Справочное издание. — М.: Теплоэнергетик, 2002. — 640 с.

11. Чохонелидзе А.Н., Галстов B.C., Холпанов Л.П., Приходько В. П.Справочник по распиливающим, оросительным и каплеулавливающим устройствам. М.: Энергоатомиздат, 2002.608с.:ил.

12. Лаптев А. Г., Фарахов М.И., Миндубаев Р. Ф. Очистка газов от аэрозольных частиц сепараторами с насадками. — Казань: Издательство «Печатный Двор», 2003. 120 с.

13. Р.Т. Эмирджанов Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов. Азнефтеиздат. Баку 1956 г. 424 с.

14. Лаптев А.Г., МинеевН.Г., Мальковский П.А. Проектирование и модернизация аппаратов разделения в нефте- и газопереработке. — Казань: «Печатный двор», 2002. 220 с.

15. Лейтес И.Л., Сосна М.Х., Семенов В.П. Теория и практика химической энерготехнологии. М.: Химия, 1988. — 280 с.

16. Лейтес И.Л., Платонов В.М. // Хим. пром. 1984 - № 8. - С. 450-455.

17. Карпова Ю.Г. Термодинамическое исследование абсрбционных процессов очистки газов от двуокиси углерода. Дисс. канд. техн. наук. М.: ГИАП, 1972.-132 с.

18. Карпова Ю.Г., Лейтес ИЛ.//Газ. пром. 1971.-№ 10.-С. 33-36.

19. Лейтес И.Л., Дымов В.Е., Карпова Ю.Г. // ТОХТ 1976. - Т. 10. - № 5. -С. 678-690.

20. Платонов В.М., Жванецкий И.Б. // ТОХТ 1980. - Т. 14. - № 5. - С. 3-5.

21. Fratzcher W., Michalek К. // Hungarian of Ind. Chem. Veszpvem. 1978. V. 6. -P. 163-174.

22. Платонов B.M., Петлюк Ф.Б. // Хим. пром. 1982 - № 8. - С. 488-491.

23. Петлюк Ф.Б., Платонов В.М., Славинский Д.М. // Хим. пром. 1965 - № 3. -С. 206-209.

24. Платонов В.М., Берго Б.Г. Разделение многокомпонентных смесей. М.:Химия, 1965.-280 с.

25. Петлюк Ф.Б., Платонов В.М. // Хим. пром. 1964 - № 10. - С. 723-726.

26. Платонов В.М. // ТОХТ 1976. - Т. 10. - № 5. - С. 601-604.

27. Петлюк Ф.Б. // ТОХТ 1978. - Т. 12. - № 3. - С. 329-335.

28. Петлюк Ф.Б., Платонов В.М. Авт. свид. 187728; Бюл. изобрет., 1966, № 21.

29. Коуль A.JL, Ризенфельд Ф.С., Очистка газа, пер. с англ., М., 1968.

30. УжовВ.Н., Вальдберг А.Ю. Подготовка промышленных газов к очистке. М.: Химия, 1975.

31. Ужов В.Н. и др. Очистка промышленных газов от пыли. М.: Химия, 1981. -392 с.

32. Lui Y.H., Ilori Т.А. Aerosol deposition in turbulentpipe flow. Environm. Sci. Technol., 1974, v. 8, № 1, p. 351-356.

33. Коуль А.Л., Ризенфельд Ф.С. Очистка от серы коксовального и других горючих газов, 2 изд., М., 1960.

34. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л., Пылеулавливание и очистка газов, 2 изд., М., 1968.

35. Friedlander S.K., Johnstone H.F. Deposition of suspended particles from turbulent gas streams. Ind. and Eng. Chem., 1957, v. 49, № 7, p. 1151-1156.

36. Cleaver J.W., Yates B.A. Sublayer model for the deposition of particles from a turbulent flow. Chem. Eng. Sci., 1975, v. 30, № 8, p. 983-992.

37. Rouhiainen P.O., Stachiewicz J.W. On the deposition of small particles from turbulent streams. Trans. ASME, Ser. C., 1970, v. 92, № 1, p. 169-177.

38. Montgomery T.L., Corn M. Aerosol deposition on a pipe with turbulent air flow. -J. Aerosol Sci., 1970, v. 1, № 3, p. 185-213.

39. Forney L.J., Spilman L.A. Deposition of coarce aerosols from turbulent flow. -J. Aerosol Sci., 1974, v. 5, № з, p. 257-271.

40. Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981. - 616 с.

41. Мурашкевич И.Ф. Эффективность пылеулавливания в турбулентном промывателе. Инж.-физический журнал, 1959, т. 2, № 11, с 48-55.

42. Байгузин Р.А. Центробежное улавливание полидисперсных систем, КХТИ.

43. KneenT., Straus W. Deposition of dust from turbulent gas streams. — Atmos. Environm., 1969, v. 3, № 1, p. 55-67.

44. Заостровский Ф.П., Шабалин K.H. Скорость улавливания пыли в скрубберах. Хим. промышленность, 1951, № 5, с. 148-149.

45. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами, 2 изд., М.,1967.-343 с.

46. Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве. М.: Металлургия, 1990. - 400 с.

47. Chiesa G. et al. Particulate separation from gas streams by means of liquid film in annular two-phase climbing flow. Chem. Eng. Sci., 1974, v. 29, № 10, p.l 1391146.

48. Troost N. Proc. Inst. Electr. Eng., 1954, v. 101, № 82, pt. II, p. 369-383.

49. White H.J. Industrial Electrostatic Precipitation. Particle Resistivity, Oxford, Pergamon Press, 1963. 376 p.

50. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общ. ред. А.А. Русанова. М., Энергия, 1975. 296 с.

51. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. JL: Недра, 1988.

52. Ясавеев Х.Н., Лаптев А.Г., Фарахов М.И. Модернизация установок переработки углеводородных смесей. Казань: КГЭУ, 2004. 307 с.

53. Миндубаев Р.Ф. Повышение энергетической эффективности тепломассообменной установки разделения пирогаза за счет очистки газов теплоносителей от аэрозольных частиц. Дисс. канд. техн. наук. Казань: КГЭУ, 2003. - 121 с.

54. Гусева Е.В., Тарпи И.А. Задачи очистки газовых потоков на установках газоразделения в производстве этилена // Межвузовский тематический сборник научных трудов «Тепломассообменные аппараты в химической технологии». Казань, КГТУ, 2004. С.

55. Справочник по распыливающим, оросительным и каплеулавливающим устройствам / А.Н. Чохонелидзе, B.C. Галустов, Л.П. Холпанов, В.П. Приходько. М.: Энергоатомиздат, 2002. 608 с.

56. Аппараты с вихревыми контактными устройствами: конструкции, расчет, применение / В.П. Приходько, В.Н. Сафонов, Е.В. Козловский. М., ЦИНТИХИМНефтемаш, 1990.

57. Газоочистное оборудование: Каталог. Аппараты мокрой очистки газов. М., ЦИНТИХИМНефтемаш, 1987.

58. Stearman F., Williamson G.G. Gas purification processes for air pollution control in «Gas Purification Processes ». London: Newnes-Butterworths, 1972.

59. Приходько В.П., Сафонов B.H., Лебедюк Т.К. Центробежные каплеуловители с лопастными завихрителями. М., ЦИНТИХИМНефтемаш, 1979.

60. SacksonS., Calvert S. Entrained particle collection in packed beds // AJChEJ. 1966. №6. P. 1075-1078.

61. Ужов B.H., Вальдберг А.Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами. — Издательство «Химия», М., 1972.

62. Стабников В.Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. Киев: Техника, 1970.

63. Каплеуловители и их применение в промышленности / Г.Д. Лебедюк, А.Ю. Вальдберг, Н.П. Громова, В.П. Приходько. М., ЦИНТИХИМНефтемаш, 1972.

64. Фукс Н.А. Механика аэрозолей. М., Изд-во АН СССР, 1955, 352 с.

65. Медников Е.П. Промышленная и санитарная очистка газов, 1979, № 2, с. 1516.

66. РаммВ.М. Абсорбции газов. М.: Металлургия, 1973, 47 Очистка промышленных газов от пыли / В.Н. Ужов, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков и др. М.: Химия, 1981.

67. Идельчик И.Е. Аэродинамика технологических аппаратов. М.: Машиностроение, 1983.

68. Марголин Е.В., Буркат B.C., Клюшкин В.Л. Разработка метода определения величины каплеуноса из аппаратов мокрой очистки газов алюминиевого производства // Тр. ВАМИ. 1970. Вып. 71.

69. Mianame К., Tojok К., Yano I. // Chem. Eng. Sci. 1975. Vol. 30, № 11. P. 1415.

70. Lapple C.E., Kamack H., J. Chem. Eng. Progr., 51,' 110 (1955).

71. Semrau K.T., J. Air. Poll. Control Assoc., 10,200 (1960).

72. Dawson P.R. Filtr. a. Sep., 1978, v. 15, № 6, p. 535-538.

73. Stairmand C.J. Chem. Eng. (London), 1965, v. 194, p. 310-326.

74. Kane J.M. Heating, Piping a. Air Condit., 1968, v. 65, № 1, p. 188-194.

75. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Гусева E.B. Очистка газов от масляных туманов и повышение эффективности теплообменных аппаратов. Энергосбережение в республике Татарстан. 2044. № 1-2. С. 77-79.

76. Бродянский В.М., Верхивкер Г.П., Карчев Я.Я. и др. Эксергетические расчеты технических систем: Справочное пособие. Киев: Наук. Думка, 1991.

77. Аракелов В.Е., Кремер А.И. Методические вопросы экономии энергоресурсов. М.: Энергоатомиздат, 1990.

78. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Изд-во «Химия», 1976.

79. Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. — М.: Энергия, 1980.

80. Злобин В.В. Осаждение примесей при турбулентном течение двухфазной примеси. — В кн.: Процессы переноса в турбулентных течениях со сдвигом. Теплофизика. Т.1. Таллин: Ин-т термофизики и электрофизики АН ЭССР, 1973, с. 200-219.

81. Невский Ю.В. К теории осаждения монодисперсного аэрозоля на гладкие стенки из турбулентного потока в трубе. В кн.: Мат. 5-й научн. конф. по мат. мех. Т 2. Томск: Томский ун-т, 1975, с. 44-45.

82. Кафанов В.И. Осаждение частиц на стенках канала. Изв. вузов. Машиностроение, 1979, №5, с. 73-78.

83. Sehmel G.A. Particle deposition from, turbulent air flow. J. Geophys. Res.,1970, v.75, №9, p.1766-1781.

84. Медников Е.П. Миграционная теория осаждения аэрозольных частиц из турбулентного потока на стенках труб и каналов. — Докл. АН СССР, 1972, т. 206, №1, с. 51-54.

85. Клекаль А.Э., Дрейзин-Дудченко С.Д., Дикий Л.И. Расчет характеристик осаждения аэрозоля в плоском канале. В кн.: Очистка водных и воздушных бассейнов на предприятиях черной металлургии. - М.: Металлургия, 1974, №2, с. 82-86.

86. Eldighidy S.M., Chen R.Y., Comparin R.A. Deposition of suspensions in the entrance of a Channel. Trans. ASME. Ser. D, 1977, v.99, №2, p. 164-170.

87. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. M.: Физматгиз, 1959.

88. Фукс Н.А. Успех механики аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1961.

89. Заостровский Ф.П. Скорость улавливания крупнодисперсной пыли в скрубберах. Хим. пром-сть, 1953, №8, с. 299-300.

90. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. -М.: Стройиздат, 1981.

91. Алексеев Д.В., Николаев Н.А., Лаптев А.Г. Комплексная очистка стоков промышленных предприятий методом струйной флотации. Казаль, КГТУ, 2005.-156 с.

92. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергия, 1968.

93. Медников Е.П. Эффективность улавливания взвешенных частиц в трубчатых и пластинчатых насадках. Пром. и сан. очистка газов, 1979, №2, с. 15-16.

94. Галустов B.C. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. -М.: Энергоатомиздат, 1989.

95. Сугак Е.В. Моделирование и интенсификация процессов очистки промышленных газовых выбросов в турбулентных газодисперсных потоках. Дисс. докт. техн. наук. Красноярск: Сиб. ГТУ, 1999.

96. Кулов Н.Н. Гидродинамика и массообмен в нисходящих двухфазныхпленочно дисперсных потоках: Дис. докт. техн.наук. - М.: ИОНХ АН СССР, 1984.

97. Лаптев А.Г., Елизаров В.И., Дьяконов С.Г. Теоретические методы моделирования массо- и теплоотдачи в пленочных аппаратах, (монография). Казань: КХТИ, 1991.121 с. Деп. в ОНИИТЭХим, г. Черкассы, №485 - хп -91.

98. Николаев Н.А. Исследование и расчет ректификационных и абсорбционных аппаратов вихревого типа: Дисс. докт. техн. наук. Казань: КХТИ, 1972.

99. Ильиных А.А., Мемедляев З.Н., Носач В.А., Кулов Н.Н. Определение динамической скорости газа в кольцевых газожидкостных потоках. Теоретические основы химической технологии, 1982. Т. 16. №5. — С. 717718.

100. Ellis S.R., Gay В. The parallel flow of two phase streams interfacial shear and fluid - fluid interaction. Trans. Inst. Chem. Eng. 1959. v. 37. - p. 206-213.

101. Чепурной М.И., Шнайдер В.Э., Синюх Н.И. Закономерности нисходящего дисперсно кольцевого течения. Инженерно - физический журнал, 1987 г. Т. 52. №6.-С. 925-928.

102. Сасаки Т. Анализ падения давления в восходящем потоке газожидкостной смеси. Химическая технология (Япония), 1964. Т. 28. №2. С. 110-116. Перевод 16Д7Б, 68/92172. Бюро переводов ВИНИТИ, Москва.

103. Andreussi P. The onset of droptet entrainment in annular downward flows. Can. J. Chem. Eng. 1980, v. 58. №2. p. 267-270.

104. Малафеев H.A., Малюсов В.А. О влиянии искусственной турбулизации потоков контактирующих фаз на массообмен при прямоточной ректификации. Химическое и нефтехимическое машиностроение, 1968. №9, стр. 20-22.

105. Булкин В.А. Разработка и исследование массообменного аппарата с прямоточными вихревыми контактными устройствам: Дис. канд. техн. наук. Казань: КХТИ, 1970.

106. Соколов В.Н., Доманский И.В. Газожидкостные реакторы. Л.: Машиностроение, 1976.

107. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. 2-ое изд. М.: Машиностроение, 1980.

108. Лаптев А.Г., Елизаров В.И., Дьяконов С.Г. Математическое моделирование теплоотдачи при турбулентном обтекании пучков труб // Теплоэнергетика. 1992. №12. С. 34-38.

109. Дьяконов С.Г., Лаптев А.Г. Обобщение гидродинамической аналогии на градиентные потоки // Теоретические основы химической технологии. Т.З. №3. 1998. С.229-236.

110. Соколов В.Н., Доманский И.В. Газожидкостные реакторы. Л.: Машиностроение, 1976. С. 216.

111. Крылов В.М., Форсов А.В. Расчет коэффициента массопередачи на основании теории диффузионного пограничного слоя. Л. 1985. 18 с. Деп. в ОНИИТЭХим (г. Черкассы) 30.05.85. №567 XII - 85.

112. Kawase Y., Moo-Young М. Mathematical models for design of biorectors applications of KolmogorofFs theory of isotropic turbulence // Chem. Eng. J. 1990. V. 43. №5. P. 1319 1341.

113. Рукенштейн Э. К вопросу о коэффициенте массо- и теплоотдачи в случае турбулентного движения // Журн. прикл. химии. 1963. Т. 36. №5. С. 1000 -1008.

114. Доманский И.В., Соколов В.Н. Обобщение различных случаев конвективного теплообмена с помощью полуэмпирической теории турбулентного переноса// Теор. основы хим. технологии 1968. Т. 2. №5. С. 761-767.

115. Брагинский Л.Н., Бегачев В.Н., Барбаш В.М. Перемешивание в жидких средах: физические основы и инженерные методы расчета. Л.: Химия. Ленинградское отделение, 1984. 336 с.

116. Авдуевский B.C., Галицейский Б.М., Глебов Г.А., и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике / Под ред. В.К. Кошкина. М.: Машиностроение, 1975.

117. Краснов Н.Ф., Кошевой В.Н., Захарченко В.Ф. и др. Основы прикладной аэрогазодинамики. Кн. 2. Отекание тел вязкой жидкостью / Под ред. Н.Ф. Краснова. М.: Высш.шк., 1991.

118. Owen P. Dust deposition from a turbulent airstream. In: Aerodynamic Carture of Particles. London, New York, 1960, p.8-25.

119. Лаптев А.Г., ФараховМ.И., Гусева Е.В. Определение эффективности сепарации аэрозолей в насадочных сепараторах // Межвуз. темат. сб. научн. тр. «Тепломассообменные апп. в химической технологии». Казань, КГТУ, 2004.

120. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. 6-е изд. М.: Наука, 1987.

121. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976.

122. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия. 1976. 656 с.

123. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.: Учебное пособие для вузов/ Под ред. чл.-корр. П.Г. Романкова.- 9 изд., Л.: Химия, 1981.- 560с.

124. Шигапов И.М. Повышение эффективности насадочных колонн щелочной очистки пирогаза в производстве этилена. Дис. канд. техн. наук. Казань: КГТУ, 2000.

125. Зельвенский Я.Д., Титов А.А., Шалыгин В.А. Ректификация разбавленных растворов.-Л.: Химия, 1974.

126. Зельвенский Я.Д. Насадочные ректификационные колонны для глубокой очистки летущих веществ // Хим. промышленность 1987. -№ 7. - с. 425427.

127. Лаптев А.Г. Моделирование элементарных актов переноса в двухфазных средах и определение эффективности массо- и теплообмена в промышленных колонных аппаратах. Дисс. докт. техн. наук. Казань: КГТУ, 1995.

128. ЛаптевА.Г., КудряшовВ.Н., ФараховМ.И. и др. Высокоэффективные насадочные элементы для аппаратов разделения // сборник трудов Юбилейной научно-практической конференции, посвященной 40-летию ОАО «Казаньоргсинтез», 2003. С. 272-304.

129. Миндубаев Р.Ф. Повышение энергетической эффективности тепломассообменной установки разделения пирогаза за счет очистки газов-теплоносителей от аэрозольных частиц. Дис. канд. техн. наук. Казань: КГЭУ, 2003.