автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Физико-химические основы использования газо-жидкостных потоков при оптимизации процессов сжигания топлива и рекарбонизации водно-солевых систем

Г Б ОЛ &

о /1Ы1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ ХИМ ИКО-ТЕХНОЛ ОГИ Ч ЕС К И И ИНСТИТУТ

Иа правах рукописи УДК 662.959.3:621.182.44:54-38&

МАЙМЕКОВ Зарлык Капарович

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗО-ЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА И РЕКАРБОНИЗАЦИИ ВОДНО-СОЛЕВЫХ СИСТЕМ

05.17.01 — Технология неорганических веществ 05.17.08— Процессы и аппараты химической технологии.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Шымкент — 1994

Работа выполнена в Институте, общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН РФ и Институте химии и химической технологии HAH Кыргызской Республики

Научные консультанты: заслуженный деятель науки,'

академик HAH KP, доктор химических наук, профессор К.С.Сулайманкулов " почетный химик СССР, доктор

технических наук, профессор О.С.Балабеков

Ведущая организация: Химико-металлургический институ ЦКО HAH Республики Казахстан, • : г.Караганда

Официальные оппонента: доктор технических наук

Шакиров B.C.

доктор технических наук,процесс Ризаев И.У.

доктор технических наук даусипбеков 'У.Н. .

Защита состоится "J.O* года в часов на

заседании специализированного совета Д 14.23.01 при Казахском химико-технологическом институте^

Адрес: 486050, г.Шымкенг, прос. Тауке хана, б. С диссертецией моано ознакомиться в библиотеке Казахского хвмнко-твхноЯогического института.

Автореферат разослан " 1994 года

Ученый секретарь специализированного совета '•. '•

к.т.н. ^вл*/^ Сабырхвиоо Д.С.

СШЯ ШЖГШСТЖА ЕШЯЫ ,

. Дзтгуздьгнс'г^, прорлеш. В-. настоящее- вршя ресурсосбережение и охрана окрузэпцей зсэды я&ишеся одной кз азгнейвш;, ■ проблем раэямшяг сфасд®1 вграадаго/аоетйсгша- Особенно остро, с¡на стоит перед где имеет шсто неполное

сгорание 'тоилша,.интешивнш. образование аагрязянщих веществ в газовой фазе атарЕанкй в вешай - среде. В"последнвв время •

адет активная разработка технологий, зшзванашзиучшзгйъ зкешри-мбЕтальнш авназзатади оберддаззшя для • ашгашя топлива органического проипхехдания. Научш-ш^^шатеяьстав к. сльггао-кснотрук-горскив разработки в згой, ойягсти аэдутся в ссшннш в. двух жшрвшэаиза: чтокглез к сведение к мишафиу' вредных продуктов сго-зания трагйциошаго дошива в создание более тастш ж дагвфздаро-занкья видов-гортевго, -а'таете оборудования для его ежганш. Б ;вязя с вдаеи&яотешш- возникает необходимость в исследовании кам-шекса- вопросов ш аизользгтшаю гтао-жидкоспвд: хгстжов при ол~ • ■аказацаи г^яессов оззггзекия топжва и рекарбенизапуги .ваяно-содевьк истем с .даша яормшжешвя. и :уиеньшшш - тиЕтюшсйлВагрузки. на кружаод?® сроду.

адат,го зктуазшшх йшфавяений.длзг решешя зкшашой зздвш вляется изучение жотскшпоеекпзсй гетерогенной сложной системы: эшшво - вода- - отаежэяия - вода - газ и разрэбот-

э физшсо-хзяшческюс- основ -3' хршпйпов '^огйсетфОЁанш!, ошешивей-зшшзации и утшаезцви даюшх. газаз, э также экономии топзгоа.

1!ссзкдовашш -вьяюшядвсь- в сосгшететаш с- шганеми.ШР: Ш АН :СР по направлению -Теоретические основы юккчесЕОй твткодогкй" на-)81-"ХЭ85- тт. (.Ф гос.регистрации 83052459 "Ксслвдсванке и ракрайот-I - методов-: расчета -изссо-, и теплообмена в дагхфязкых- сисгамах"), Ш АН Ж на 1985-1990 гг. (раздал'проблем ТОХГ 2-27.ID.45 "йссле-вание тепло- и «гзссообкенныг а фйзйно-хяикческиз: осков использо-ния газов для стаСшшзащи тарбонаткого р^ваавесия систем оборот-го 50доснЕбхешя")». на 1991-159$ ;хг. .; рк».. регистрации ЭЮТ102Эе ,ГРазработкз наз^ньж основ. згщты охрукаЕщвй ерэды на зове теплени й тахногэнньк ' хзрак- -

эистий газо-,етщкой№в; потШс®" по Региональной програше иенташад аЬсахМ^^ш прирсаЙййкч-

дао^техногешл катастроф и совремешых: вкеиюгичейкЕХ цроцэссоъ в >иых районах" (рзздея?-8 "Осгглиигация протеса отагашя дай-

- ;:

•него топддаа в котаоагрееатаг: с веществ .в-SEPaitM^pa*)^ ■ •

иэтодатесязи осыжу ассЕэрет;енхалш>1г спраметрор систем 'Б, В, 14 составили фй5ико-хшотэ<ашэ- и твшюгахнггаесгаэ ' хар ^ктерлсляк мазута различных марок п соотвггпггзеняо изучен рвЯЕ»ы- работа у13 котельных установок средЕЕй ксцноглпс 1-71).3 сгзгеаг сас-

сиотрения модельной сппте&ы (А) в расгсатзг рппъ-зшпжъ даш-ьв твердого •кгшша, полугеинаэ кз разреза А1*узагг Ш) ^ргазугаль" и •ззэтнзм .резки ;ра<5оаа, лнавзпнескта гарзхгеркгакд котельной йЛГдпнризн:Ш '"йзааадзшззго* . В связи с вшжоаавг.йдпв гправздэны анализы твердого и. гадкого тсс: шва» водотсшпйныз: з^гьсиЕ и продуктов иг стерший: -тшЕйческке .{£1 га» шкод лету4x1. вещеттв, -зодьвзеяь, теплота- сгсргкпя^вязкость,

температура есшдкп и застшеша), дэрпзатографическиэ {тереткесниэ зффаззы, 'гзгсЕвдггЕЕзээ, веееескгее.)„ агекэнтЕЫэ(с.м, ззаянвоп® ( ао2, его. мдо. м^о, кио,

Та.О£. ИГ1эОА, ЗОд}, Д^ЁЕШНЭВЭЕЯВСЕЕЭС ЗЭ£. со. .углеводороды .нефти, иьшь, сзаа). сззеззпьэ- (£10^, лх2о3. сао. мдо.

ТЮг, Ма£(Х КгО, >, ■ «ЗЗЯЯЭадЬН:.» { V, Сг. Ко,, ас-, РЬ. 2г,

на. со. ва. сц. дд. ба. на,: у.гь.с ,.зг"}, рннттенэ-спентраггьньгэ фшзрвсщштша радаокд^ржесзз^зС^р и тЗр -енткзкость),

дтагарсшэ (рада^ я да ■ :

Есходн зз годученва,: ланями ■ дрз ^^^¡хндваясддги - кодеишрова -и® .сжгтзте А в; расчетах баз' тгринаг средний гжкъесхкй. состав твердого тешжвз т ссяпзвьз?; ЕЕ£ипнетт<зг £3): С(63-73), N (0,8-1,2>, -3' С1,Т-4 ),"«-<>. (15,1-33,57- Шгдэгз сз ззсетвзЕЕй свойетваи элемзя-та (злльщй и шещЗ,- з нагрей) бУша. скЗъэдкеэеы и внэдекы в црзгрзвету под адтш названием (са. щ). Шгявщ минрощжкесей (свинец;, цши рвшй: а; дщ} в расчая^ га у*фпва$зсь..

В резугьтэтэ- дранвдзнныг гссдвдрваяий наЯДенк составь; газовой гкоцяеЕсярованныг фаз и шрздшкныта.ишцз^^ при 800 -1Сга°с, избытка окислсггвдя (а) Г.1 - 1,5-

Преддохены растэтшэ уразнйшя :дая' осрвдалэЕИя концентрации (мг/м3) ссшвшг. ■ асшонеитт. газовой фазы (А) я согласованы с зксле-ршентальными дашшт(табз-Г)^ шдгченнь^та а. процзссе проведения природоохранных мероприятий^ ТЩустанозяеш нигревыв шпуля и зо-дшгд&шпел&выэ- яаквры. дзя с^истви газозгатлзергьгг частад; :

акт внаадшавг-огг'П3.1Г.ет0-г.)Г'- .."•

Ско»г.«ьа ю-20«1-3^"^7'724 л (2)

С,,л - -'.с, ^.^о.етз _ (3)

Анализ подученных результатов показал, что ргсчгтЕШ кожеи-трзаге; выбросов по оксидам азота, серы к дискскда згагерода в солзотп телократгр В0С-5С0'-'С. и гри гльфэ-йшстсре, разном 1,2-1,3, ссотв-т-аъуггс результатам аксп&р^ентахькьк замеров содержания загрязнящиг ЗШ2СГВ в дымовых газах {УН) режяцу котхоггрегзтое КЕ-В-10-14-Х1Б (н =28 к, о = 1,5 м," -V - 14,.5 ...-/С, 1 = 1СЗ"'С, г = I, V = 2,5 м/с, т = с ,77 г). С ростом тажературы к альфа-фактора в дьмоеых газах Згв&личкаазтся содорг^ззке окоцлз азога» что соответстх-ует тершданг-икческим закономерностям его образованна. Соотшьвнке мол-ю., и находятся н соответствии сданными ИЛ.йчгала.

При фязжо-хшичеексм моделирования систем (Б.В.Г) учитывались денше анализов мазута, воль; к ВМЭ. В модельных расчетах был принят следующий средний состав гвзо-гидкостаьк потоков: вода для получения зхульсхи содергг&яа соли (коль/л) - Саснсо^ - 1,вз ю-3, с^а -

Таблица I

Концентрации (кгЛГ5) основных токсичньа-веществ в газовой разе в завксамости от температуры' горения угля и -количества'

окислителя

Кшзокент 1 Экслври-мэнт • |а-факТОр | ' -Т< змпеоатура. "с

| ! ;воп"" ГШ? I ШО | 950 ТТШО

Сернистый ЕНГВДРВД 2730 *.1,1 .1,3 . 1,5 ' 2880 2365 2010 3040 2530 2210 314.0 2631 • 2281 ■3202. 2703 2358 3254 2752 23 УЗ

Серный ангидрид • 174 1,1 1,3 1,5 574 '618 ■ 601 371 407 ■406 • 248 272 ■ 270 ■ 16Э 187 180 128 130 129

Оксид ЕЗОТБ 4.5 ' ; 1Л '1,5 35 .46' 53 55 73 84 : 84 • .111 "128 123 . 163 . 1Ш 176 232 258

Диоксвд.азотя 1,2 . ■ 1Д . • 1,3 1,5 0,84 .1,45 . 1,90 0.39 • 1,71 2,25 1,16 1,99 2,62 1,34 2,30 3,02 .1,52 2,о2 3,45

Диоксид углерода ' 245 1Д •' . 1,3 . ■ Х,5 . 2^0 '231 202 .270 ' -231 202 270 ■ .231 • 202 ■ 270 231. 202 270 231 202

/Концактрчзцкя диоксида углерода, г^кзедвка в г/М*.

«»..у—

9,3 1 (jtu -а.73 ю-3). -MgS04- 3 ю~4. nan03~ 1.29 io"4. jacl-

I Ю-3, Ha2S04- 9 10~Э Qjia- 2.73 10~Э). ЧТО СООТВвТСТВуеТ вв 1 ЗщвЙ жесткости 5,12 мг-эта/л; аяемвятшИ состав мазута (£): с-зз,з. н -

II .a. s - а,о. м - Q.s.

Б результате прсвэденныг расчетов- были найдены составы компонентов газовой фазы, образующихся в сжтаах (В,В) и определены их концентрации (моль/кг): для (Б) при t = iooo-isooQ с. <я = i.oa; ±.05; i.i: 1.25; получены рэ счетные уразнений:

Crrt = з^ио-^«-3'30^19-427 , (4)

L^.TBaio-23«,4'®..8'108 , (5)

С^ • о.оао ^оэтрлоз . (S)

(В) при t = 10Q0-18Q0°C. a. ~ 1.02; t.OS-, 1.1; i.£S; C^ c= 2-l.S'i, Cs* o.a-«4; £Q при t = aoo-i4oo0c. cs=> ax a =» i.oa-.'J i.o's; 1.1-.

Г, t^Mgcco^^ г в 100 г ВШ. Здесь

следует отмотать, что наличие оксида углерода в системе связано с тешической диссоциацией » о. э присутствие твердых

частиц в- выбросах обусловлена, относительно высоким давлением паров сульфата натрия ж ■ прсттеконяем реакций его взаимодействия с компонентами газоБой фнш.

' Показано, что нзличев воды в топливе (ВШ) привело к сбразо- •

ваниш и увеличению в газовой фазе свободных радикалов: о-. он'. н* и др., оказывающих каталитическое воздействие да процессы горения'. При этом образование да з зош горешя мсяет быть выракено реакшя-ми„,протекш2щш1 по цепному- механизму: сгнгп+а>он' = слн£п+1сн-->- н\ и н" ■»- ог = OH-*- о: . . Цоатсму. ншппке з системе активных частиц определяет скорость и полноту протейания процессов горения тогишза н ЕШ,.11То'в результате обеспечивает радикальное свидание.продуктов неполного окисления (оксидов углерода., азота, углеводородов нефти, с зги). В связи с зтим в' работа А.Н.Беликова отмечено,что без воды ■выгорание СО не происходит. Данные настоящей работа покззьзаэт такое же позитивное действие еодяных паров на выгорание'углеводородов нефти (см. приложение Г).

При получении расчетньас уравнений для тазовой йчзыГВ) учитьза-ЛОСЬ БЛГ-ХЯККё a , t, С^. Сн 0. ПОСКОЛЬКУ КОЛНТбСТЕО азота {в'теплив?; и воздухе>.выражается через эльфа-фактор, а образование сседшен::^ углерода э виде СО ж сажа в основном лиашткруется Тамшраттряьз« ре-Г.Г При этом вьиод оксида углерода в npoizysraz сгорач>у;

• . -гсглэ. сначала слагается с ув&лияекхш водьг з тшлизе

Cco- ¿,-эВз 10 es i c3 . ноль/кг, (7)

иатем увеличивается за счет' более существенного влияния снижения количества окислителя в зоне горения, чем -эффект ' шкродроблекия Е^лъгировавньл: кап-эль. -

Процесс образования оксздов азста - эндотермический.. Поэтому содержание их» в том числе основного'компонента - оксида азота («о в газовой фазе дыЕьшается с увеличением тамаэрат?ры. Зто зе явлен«', наблюдается с ростам количества окислителя.в .зоне херения, в дайнсв. случае воздуха. С .увеличена?содернааия воды .'б топлива выход окси* да азота снижается и с ^е-гта'взаимного -влияния- опыгньвс ■ параметров (а, 1. с } CNO определяется по фсфйуле; ■

Смо = Ztsa t6'04s:-cg°*Q3 сЩ** .мсйь/КГ., (8)'

Концентрация даоказда "серы ;.(so2) .-в* газовой; фазе .в ' основном определяется содержанием сбр^а^шгсдаса.тшзшвэ ' ■

' . (Ц^, 1.33 lü^ OiZ'-^011 CK°oOOQa' МОЛЬ/КГ. . ' (Э)

.. Полученные 'таордаааайвз :-.данаыэ (см.-приложение I) показала, .даяыйеййэ количества- вода ъ~ тсязшве и бодзтоеливных змульстшг еэ .а?.2вшэяо вдаершпг^.аййййя'нз ссщзрзгагиэ оксидов, сары ь газовой 'фазе- Яозтшу полосно- сэучзны теоретически-аснош минерализации. .Esip Hü ' -ц доломай .

(СйМдссо35а). Результаты g^SSD-zmemecHoro -иошИфазашя ..системы . СГ1 показали., что в зойе горения. тгооесходсгг -раззкжешв. хгсиса деи ЕШ и ш кере <зхл2зденик. газозой ®азы ехзэт- шсгго образование -;' сульфатов кальция и- каШЗви- -. ■

/ . Получены ;дяшш по сюразйЕавзд ics^eHrapDTffffffibE .фвз'в процессе ' горения ВЫЭ,. обусловленные талько за счет ,общей минерализации исходной воде. "Хотя содерклнйе йвШщав !в; во,Ш-- ¿дайЗДВЭР шрсдое, - . они . практически .га кок^нтращи .оксидов

сэры ' в .. газовой :фаэе. Введеше кальцита к' доломита .вШЭ привело к ; ••резкому bawE^'ixv^fesm-äa^ у.ф^-.в'жазовай-фвэе«',."- •<

'• Данный'-' гф0дес« 8®^ш!вш щи 'еоотнашозди .в г . меиералькьЕ . : • добавок-.на 100 г.- ВМЭ, .-машие лсшкв^^ .

. l^weBMioi. яввяща»-- сер- •.-,'..

;'шз/шй газ уд{щттея: более амазор. ис^соаф' теш^ г-реало^'. ,- .;.. . - 2<з>жя (t_j {4'льфзта мзгкщ.: ошчктйльно ■ ian»- - по. сразшжда с_ t^ ^

--п -

caso .' С учетом изложенного получено расчетное уравнение для определения кощентрацла- сксэдоа серы:

Ge

=1,049 ю а

14 »тд.»

.-О";

На основании расчетные и экспериментальных данных предложен метод расчета средней температуры горения топлива'и водотошшвньп: эмульсий по обобщенной завэси?.:остя:' •

t = isia .-VOi^ae^o.iyi^ccGi ■

(II)

Здесь F = Gso С^. Pgj^' ™т: ^ганценградан серы и воды з%, а газовой фазы (so~. no ) 3 it/í-P. >

Ире определения. средней температуры горения топлива и водотоп-лявньэ: эмульсий испопьаовану.экспэримннтальньв данные (тгбл.2), подученные в процессе- проведения правоохранных, мероприятий в котельных I - 71 (раздел 3),г , ;

. ' , . ■ . Таблипз 2

■ . . Средняя температура горения ¿кзута гт водокззутнып

. эмульсий, в кртздьньк;. I .^-УГ-.

Котельные установки - '.'"-,' ~sc>3 ' но* МГ/МЭ .'. £02 МО * МГ/М3 '' i t- а „ рБМЭ* ^ ( ' ■ж

■." i ■ ' ■ -1152 " ' "55G"' 1123,5. 978,5 145.0

_ . iz ,••'. 372 ' ТПГ~" ■ 352 ■ ■47 ■:: ■ шо,5 975,3 141.2

. 341 ■-кз - ' ' ■ 320- ■: ,44 п2в,0 580,1 146,0

íu 435 ' . 421 . • 13.3 эоэ,з 764,3 144.4

. и ■■ IT2D . 220 : : '.-ids2. ■■ . : ..... ' •, (и id40- #73,5 iss,5

• : . у: 360 - ■ аз .: .348 idss; 913 153

••• • УТ 400 ■' : 380 • ids4 SOS . 155

3.М.Хзмэлян ЕЦ

4.Н.Бс-тгсз г^з

iccd-k5g ;

'-■■262,5-1212,5 ->ICGQ -■ -

Из табл.2 видно, что в случав использования водомазутных -эмульсий средняя температура Горения тошшвв снижается в среднем íе 150-°С. Основой данного положения мояет слузит согласованность результатов настоящей работы с литературными, где, указывается, что средняя температура горения мазута равна I000-ID50 °С с1з, а водомазутных, эмульсий при = 15" ниае на 37,5 °Св отношении теоре- , треской Г2з. В работе.tзз-подчеркивается, что для создания устойчивого процесса горения' тсштаз (мазута) теоретическая температура горения до^пша Сьггь вше XDOO °С <t — ксГ1,1а4). Qzjhsko, следует-отметить, что теоретическая '"жюр&тура-зто- такая текзоратурз, которая получилась бы в случае сгорания при полном отсутствии теплообмена (адиабатическое сгорание), фактически'ее не удается достигнуть из-за влияния отдачк.теша, гдавнда образом излучением в округа-щую среду, а также возможной диссоциации продуктов сторак:1я (со£ к к,,о) при высокой температуре сЗз. ■ ;

На температуру' горения тошква и ЩЭ существенное влияние оказывает коэффициент' избытка воздуха в топке. С уменьшением ¿ -фактора от 1,2 до L,I температура горения топлива, увеличивается примерно на 80. iZJ, в в данной работе от 83 до 98 °С.

Таким образом» при сжигании ЕЮ снихение температура! от с«Звод-. ненности восполняется -интенаификацеей процесса - горения топлива (шкровзрывы эмульгированных капель) и уменьшением -избытка воздуха в топке, а применение необходима количеств минеральных добавок в В© и организация процесса рекарбонизация .в Системах оборотного водоснабжения приводят к белее вйективгюй очистка дымовых газов от оксидов углерода и серы. ■:.-'•' ...■'/'

2. Фюжо-тщчвскш основы. шгожаавдшйтлзов

ПРИ шишшшш БСЩНСМХЯЕШХ СИСТЕМ

. В разделе. I показано, -что в случае использования водотошшвных эмульсий для сгигания в котельных« концентрация диоксида серы в та-. . зовой фазе в основном жгаггаруется содержанием серы в исходном топливе , а нал'лчиэ оксида углерода связано с термической диссоциацией диоксида углерода в системе.-С целью дальнейшего связывания и утилизации основкьг. компонентов дымовых Газов на основе минеральных сос-татйя'адта водно-солевых систем оборотного БодоснзСжйшямэзут'.й.к хозяйств -&¿r¡ ряотярен щзаиэсЬ .рвкд^^оваадм,- аздшета. ¿«учек«

зико-хкиичезкие оскош'взаимодействия газов (со0. зо.э) с твердой фазой в модельных растворах: твердые отложения* (са.'мд. Fe. ai¡ sí)-вода - газ (воздух, со2, so2. co£-so£) и в их отдельных составных частях ши рзздг-ггных значениях, опытных параметров ( с. р. t). При этом, результат i &гзикр-х:1мическиг анализов оборотных вод мазутных хозяйств, a такз ензлпзы солевых отагазенкй промышдешзых цредприя-- . тай показали, что твердые фазы еьиэ' пртеедекной модельной системы в среднем имеют следущий состнз (Ж)': cao - si.s-, со2 - su.es, so3 • 2.42; SíO;3 - 4,0; ЫдО - O.3. Fe.^ - О.i; algog -1.4. ЗЗКОЕОМерНОСТК

•химизма образования и растворения твердой фазы, в частности, соеда-недай кйлъшя, магния, гелезз, аягмдазет. и' кремния~:5"сред9 газ -шдассть представляет теорсйгчосккй "л арёктяяэсккй интерес при Хфовкгпфоаант, .экспяуатэпки техямогкчвского-' оборудования системы ' • оборотного - водоснабжения, получении- водотопливыых -эмульсгй и в комплексном- процессе водопсдготоыси, реализуемого на котельнйх установках. С другой стороны, необходимость исследования вышеуказанных процессов' вызвана. стремлением уменьшить образование твердых отложений на поверхностях тзхнояопгеэсжого'оборудования лад-воздействие« умсрешо растворимых газов в вода. - -

Прошссы рекарбонизация вода дамовыки газами, растворения к уменъпеккя -твердой, фазы в системе "газ - жидкость были изучены методом физкко-химического моделирования на ЭВМ с использованием программного комплекса "Селектор"** в широком интервале температур, давления и при различных соотношениях' газо-хидкоотных ' потоков с последующа* сравнением расчетных данных с зкспзримьнтзльными результатами. Расчёты проводились в, соответствии с, принпшом минимизации свободной энергии, исхоля из матрицы моделируемой системы. В матрице приведена, необходимая для моделирования информация, пранципиалызые возможные компоненты и фазы, ствхиометрические количества независимых компонентов (массугв А.-), радиус конов, . а° (массив Д), значения стандартной энергии Гиббсв занисимьа. компонентов, приближение, с которым-аадается вероятность присутствия в системе каждого компонента и шаг вычислений.

. Коэффициенты активности компонентов водного раствора .рассчитывали по формуле Зельгечсона, представлякщей модгг|и!сащш уравнения.

В качестве твердых отжжеянй. рассмотрены солевые с.'лсжения v.(накипь). '

-Карпов. Г-Н. вкз;жо-иФ«яоскоа' мэдатаювшзие на. ЭБМ в геохжии //Новосибирск: Наука,'1Э31. - 248 с. ; .-■-..

Дебая-Хшкеля. При проведении расчетов предварительно согласовывали 'тершданамическне характеристики ( s£Cl8) индивидуальных. вещеста системы,' поскольку они заимствованы из различных источников. При атом, математическая модель системы насчитывала' 9Q зависимых ж 12 независимых компонентов; значения изобарно-изотермичэских потенциалов (нкал/моль) зависимых компонентов сгшдкая йазз: Mgd+, мдсош*,

MqCl +, МдССЦ, MqSO, , Нд££ц„ МдНСО* Со.2*, СлСОЮ \ СаС1 + ,

FetCHU,,,

Fe3+. FeCOtD + .

OSO,, CaSO^, СвНСО. , СаСО^, СаА1.-.0, , Fe

4Й+ 3 2+ 3 + 3 + + FeCOHO . FeCl , FeSO.. FeCL.., AlCi^, Al SO,. A1CSOO,, AlCJ^.

Al СОЮ*~+, А1СОНЭ,. А1СОЮ^. А1СОЮ ., Al° . NaHOX. Na"*", NaQH. NaCl, _ - 2 3 ^ 4. 3 a- -s

NaSD4, Na2COs, , HS04, Cl~, Hd ji-SiO* ,

H3sio~ , K4sio4, нгсо3, нсо~„ co|voo2, H2so3, hso~, no",

NO2, HNO2,

so.-,

Na, 02,.0H

H

Hrjo

а'

газовая Фаза:

м2. C°2> °£

no£; твердые фазы: CaC03, caso3, саээ4гнао

СаС0Юо, Al СОЮ.,, MgCaCCO30a, MgCOfOg, МдСОд,

CaAlgO Ca2S104, MgCaCS1.035s,

MgCaS104, Fe£03,

310.

РеСОЮа,

реСОЮ3з при различных температурах (25 , 40 , 50 , 60 °С) рассчитывали по со-./Тватству.^« уравнениям .тэшгоемкостэй.

В процессе реь .реализации жидкости имеет :место вытеснение: газ; (о£), в связи с аткм проведена моделирования системы:'. вода -кислород - дымовые газы шил = 25-80°с, соотношение вода - дым:1:Г 1:10; 1:100; 1:1000; Р = 0,1-10 атм . и методами регрессионного анализа лолучено расчетные уравнение для определения, концентрации кислорода в воде и согласовано с.вшзеримвнтаяьнами данными** (тзбл..З):

• ...- • Таблица 3

Растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры. ' Давление I. атм. ■

. Растворимость тслорода в воде

Температура, °с lo3 моль/кг н2о коэффициент Бунзенз 10й

расчет эксперимент расчет эксперимент**

25 1,251 1,264 2,825 2,830

40 ' 1,077. 1,031 .2,413 , 2,310 .

60 0,372 -.С.,871 , 1,9X3 Г,950

80 . 0,781 0,786 1,750 1,760

нсшальньм условиям)'чистхнчэ .газа, абсорбированного единицей объема чистого озствоштеля. ** Справочник, по растворимости. -М.: Наука, 1Э5Э. -Т. 3. тС. Э43.

CD = 3.72s Ю"4 t-°'51S уг°'°г3 р1-003 , моль/ег h£ü , (12)

где t. - температура воды,°С; v - сооттояениэ газо-жидкостньщ потоков (вода:дым); р - давление дымовых газов, етм.

Анализ урзв? шия (12) показал, что наибольшее'влияние на процесс обесккслэра хвгшя вода дымовыми газами оказывает давление дсь '• ■шка. При этом концентрация.кислорода в воде, как и следует из закона i знри, прямо пропорциональна давлении газа. Увеличение соотно-. пения вода - дымовые газы зьше 1:10 не приводит к заметному уменьшению содержания кислород!.в воде. Рост температуры от 25 до 80° С снижает концентрации кислорода примерно в 1,8 раза по сравнению с ее неходкой величиной.' Поэтов для обескислорахивания вода наиболее, оптимальным является ее обработай при соотношении вода - даксвые газы (1:10) при возмогло более высокой'температуре и низком давления.

Бри абсорбции отдельных компонентов дымовых газов еодой показано, "что на рН и ионнув силу раствора практически мало влияние окззы-. вззэт концентрации оксидов углерода (со), азота (no а также кислорода. Нзиболызее влияние на рН раствора, следовательно, и на процессы растворения и'уменьшения твердой фазы в водной среде будут окззквзть диоксида углерода и серы. В связи с вышеизлехенным в дальнейшегл приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, показываниях влияние концентрации диоксидов серы и углерода, температуры и давлении потоков на процессы образования, растворения и уменьшения твердой фазы в водной среде. ■

Проведено экспериментальное исследование по изучешт зависи-. моста рН среды ст температуры вода для. процессов нагревания (ур.13), охлаждения (ур.14)» а Также абсорбции газов водой -(УР-15,15):

Vp-' ■ ®аэз ' ■ ""V 'СГЗ)

л-; аз*

... где, w - объемный расход газа, м'/час; ь - температура зждкости,- G; С - концентрация газа, мг/ji.>•• -• ^«^íH^* "'*' V"

Рястасуимость основных компонентов таердах отлогежй, в част-

IS -

ности соединений кальщя,. магния, железа, алюминия и кремния, в га-зо-атдкоствых потоках.(воздух - вода,- со2-н£о. so£-h£o, coa-soa-h2o) изучали при различных зна№1-пях физшьо-хкмических параметров исыта (с.Р(Т). Состав и концентрации (моль/кг н£о) компонентов жидких и твердых фзз системы: твердев-отложения (са., ai. si, f¿q - вода-воз, дух определены при Pm„= I атм, t = гз-8о° с. При обработке оборотной воды избытком воздуха (t=25-40 С) в твердой фазе присутствуют слсо3. síо^, а1сою3> camgcco33£. feao3, а силикаты и алюминаты металлов (например, саА1год) вследствие их гидролиза в равновесных условиях отсутствует. При t > socG за счет влияние .газов происходят растворение доломита caMgcсо,р£ и в системе образуется эквивалентное количества кальцита. G увеличением температуры растворимость газов, в том числе к диоксида углерода содержащегося е воздуха уменьшается, вследствие этого снижается содержание калымя в растворе с 1,61 10~4 (при 25°С) до 1,24 I0"4 моль/кг н2о (при 80°0), что и приводит к уменьшению конной силы раствора. При температуре вдае г.О' С si о, лолностыз переходит в раствор (рн<в)гва в аналогичных условия1: растворимость' ¿иссю . Fe2o3 практически не изменяется. . - -

В системе твердые, отзюязния (сз.,Мд.&1 .st.Fe) - вода - со„, при Р = I атм, t = 25-€Ю°С найдены составы и концентрация (моль/кг н2о) компонентов отдельных жидких и твердая фаз.

Отмечено,. что при обработав вода диоксидом углерода в области. дззхеняД 0,1-1 атм и. t = 25-80 С°в твердой фазе дрисутстзуит сасо3,

а1сою3, и siog. . . -

С повышением давления со2 до ю атм растворение сасоэ наблгда^ ется"'только в пределах изменения температур от 25 до 40°С. С увеличением температуры■ растворимость -aicoro3 возрастает незначительно, причем основное его," количество в растворе содержался в виде ai сою*" и aícoh33 (рн = 5,23-6,0). Увеличение давления«гваа в системе при постоянной температуре практически не оказывает влияния на растворимость незначительно уменьшает siqa и увеличивает ахссю.,, что связано в этих -условиях со снижением рн раствора. Соединения магния полностью переходят в-раствор пси Есех значениях изменения режимных параметров опыта (р.т). Далее были определены закономерности образования и растворения тверда: фаз, состоящих в основном из чаобсяьта тд сульшвта кальция,- а. также химизм протекающих процессов' в системе при различных, количествах хлорида натрия и газа. При этом математическая 65 зависимых и 10

—1,7 -

независимых компонентов. В результате проведенных f лслэдоег 'Зй определены составы и концентрация некоторых частад, ~лснов, ^птвори-мость твердых фзз (слсоэ. caso4), величины ионной силы и рн ,_ метеора при =0-3 МОЛЬ/КГ н20, L =25-80°С, Рсо -0,1-10 эгт

Установлено, что с ростом содеркашя хлорида натрия ется ионная сила раствора я повьшается растворимость твердых Фея за счет образования в системе caciv и СаС12-

С увеличением температуры растворимость карбоната кальция падает за счет уквнызения растворимости диоксида углерода, а таккэ тзиаения в растворе содержания таких ионов ж частиц, как саксо* и iCo3. растворимость сульфата кальция вплоть до температуры GQCG возрастает, а затем снижается. По-видимому, это объясняется т~м, что с ростом температуры повышается степень ионизация злоряда натрия, что ведет к увеличению концентрации хлорида кальция. Од нако о нсны-

шением температуры выше 60°С увеличивается и содерганиэ б састзоое й-»- ^-

ионов Си ,so~ и способствует сдвигу равновесия реакции в сторону образований гипса; а это приводит к уменьшешп растворимости сульфата кальция при t>6Q°C.

С повышением давления дионсидл углерода в системе увеличивается растворимость с&соэ. a caso4~ уменьшается. При t=const s кадкой фазе растет содержанке a>.ci'*'.c.iciia.ea2+, что связано с общим увелкче-

—. о—

нием концентрации кальция в растворе и уменьшением so^ ионов вследствие понижения растворимости сульфата кальция.

В результате обработки данных физико-химического моделирования по.растворимости твердых фаз приведенной систем методами регрессионного анализа найдены математические модели, описыващие процессы растворения сасоэ, caso4 и общее содержанке кальция в растворе в зависимости от температуры (t), давления диоксида углерода (Р) и концентрации хлорида натрия (С).

Растворимость Сасо^ связана с.образованием гидронарбоната кзл>-шя саснсОдОр и находится в зависимости от десорбции, абсорбцизi ди оксида углерода водоЛ, поэтому полученное уравнение описывается зависимость© P o.e7s ро.,аг ^ ^ (17)

Уравнения по определению растворимости caso4 и общей концентрации кальция в растворе имеют следующий вид:

=1-27 th 0-7,э5 ю"4 рсо >3.14 c^-s.sfi ю"3

ю~3 1§0^-5„зз io~s-C£iC1 . моль/кг н£о'.

- -id -

Сс.й =2,075 io_2+4,9a 10 s t„ ,+г.еь 10'

£

+3,67 ю-2 0

nacl

-i.se Ю 6 t® 0-1.3S io~4 F§0 -7.2-3 io 3 cgaC1 . шль/кг Heo, (13)

c^ 2

Подученные расчзтные уравнения по раствори-юсти твердых фаз согласованы- с экспериментальный! результатами (Wp/Wj, =0-0,12 м°/л) настоящей работа*, а также с данными Штершкой и Фроловой*'1 (табл.4).

Тагам образом, анализ полученных экспериментальных к расчетных данных (ур.17-19) показал, что содержание общего кальция и caso4 в растворе в основном завис:.-" от концентрации хлорида'натрия, а растворимость карбоната кальция определяется температу- и давлением газо-кидкосткого потока' в системе.

Состав и концентрации (моль/кг Heoj- компонентов жидких и твердых фаз систеш твердое отлогения (са, nj. дг. si. Fa)-водз-5о,, определены при t =■ as-so°c, Р =1 етм.

Б случае обработки вода диоксидом серы происходит .растворение всех твердых фаз, кроме Диоксвд кремния полностью переходит

е< раствор при 80 °G в пределах изменения давлений газа от 0,1 до I эта. Дальнейшее увеличение давления гааз в системе (при t=ccnst) привод-гг к уменьшению растворимости sio£, что, по-видимому, связано в данных условиях' о ростом конной силы раствора. Бри растворении а.хсонз3 н системе газ - -жадкбсть алшиний находится

Таблица 4

Сравнение расчетных к экспериментальных: данных раство-

римости твердой- фазы системы cacos. со,, - к„о (t=E5°C)

CaSO

NaCi'

Кониен- Концентрация, моль/кг н^о

тт^яия хлорида сасо, 10d 1 юи Са 102 .

на'хрия. моль/кг н. о t. зксл'- римент | расчет j эксперимент j расчет skcnej. jkimbht расчет

АК Г ур.17 Г ** ■ ур.18 ** Аг ур-19

0 - 0,78 0,91 0,92 1,28 - 1,19 2,06 2.20 2,31

0,25 ■ - 1,02 - 1,11- 2,57 - - - -

0,50 1,12 I,T I 1,21 ЗДО 3,83 ' 2,62 4,22 3,68 3,69

1,0 I,IS 1,21 . 1,23 4,15 4,82 3,75 5,31 5,56 5.2S

2,0 1.1G . 1Д6 1,24 .5,20 Г>, 75 5,14 6,36 5,6^ 6,75

.3,0 '- 1,1 0,57 1£с> 5, 62 5,49 , £,37 G ,72 S,24 С,¡'Я

4-

в растворе в основном в'вида катиона и в значительно меньшей '-лvnzm: в качестве комплексны! ионов типа: А1союг+, ais¿xcsopZ,.

Вследствие усиления гидролиза с повышением рН раствора :: ,о..те-ратуры от 25 до 80°С содержанке гидроксокомшгексоз алюминия и ззл^с возрастает на несколько порядков. Так, концентрации комплексных ионов f^cokí \ al сою^ при 25°С соответственно равны 2,72

Ю-11; 3.1 Ю~Э; 7,57 ДГГ4; а при 80°G - 5.S3 ID-9: 8,1G 10_ь; . 5,14 ID-"3 моль/кг Н2°-

Стандартный оккслигельно-восстановитэльный потенциал Few"-'Fec ре ен 0,771 В, a so^Vso^ - 0,127 3, и при растворении Fe^o, -г ,'.'930 в жидкой фазе содержится практически подностыэ з виде катионов Fa^'1" и

3 расчетах модельной СЯСТеМЫ CaC03-CaS03-CaS04-MaCl-S02-Ho0 было принято, что ЯЭ I кг ВОДЫ в системе приходится по 2 моля СаСО, п I уолъ caso4. Образующаяся з системе сернистая кислота является кислотой средней силы (К т =1,4' Ю-2, Ко =S,2 Ю-3}, а угольная кислота относится к слабы?« кислотам (Кт =4,5 IG~7, К? =4,0 КГХ^"), поэтому сернистая кислота как значительно более сильная вытесняет COg из бикарбонатов» которые превращается при атом в сульфиты, быстро окиз ляЕщаеся до сульфатов под действием растворенного в воде кислорода. В условиях равновесия при избытке soa карбонат кальция в системе будет отсутствовать. . •

В результате проведенных исследований выиеукззакной кногокс?-!-гоненткоЯ системы бьиш определены составы и концентрации ■ (моль/кг Но0) некоторых частиц и иокоз, растворимость твердьа фаз (caso^, casc>4), величины ионной силы и рй " раствора при G МаС1 =0-1 модь/кг HnO.'t = 25-SQ°C, Щй = 0,1-10 эта. •

«О -У

Повшенсе . содергазш 'хлорида натрия в растворе увеяичЕпеот в

основном растворимость caso,, а сульфита яалыкя - лишь в неболызоа степени вследствие образования хлорвдкьас комплексов кздыкя при низких значениях рН раствора.

с увеличением температуры разтвсржость caso,. резко сккгаотсз за счет уменьшения растворимости даокскда серы и как следствие понижения содержания з растворе нзо~-ионсв. Растворимость сульфата кзль-" шя с участием хлорида натрчя возрастает в температурном жтьрзз;;5 ст 25 до S0°C, а в его отсутствии снимется при 6Г''~С. С smíszsm . давлений so., растет растворимость твердью фез с^дх). т,-:-;

как процесс ссвровсадается увеличением концентрагзи кз&оз -¿

и некоторым снижением зо®~-шнов и растворе. Однако при обО°С к Р = 10 ата (СНйС1=0) ?СаЕО шагается вследствие увеличения рН и £0"', "-донов в растворе. 4

Для описания системы Са.со3-Са.5о3-слэоЛ-маС1-£зог-нао найдены расчетные уравнения и они согласованы с экспериментальными данными (рис.1 и 2):

V ' =1й рО.зб! г0.012

ьпго Г£Оа . моль/кг Е^О . (20)

рс,,ео/6-6 10^3+3-71 10_Б 4го+1'44Б 10-3 р£ог+1-24 10~3 СЫаС1"

-1.8 ю"5^?^ .г ю-3 р30£

СНаС1 . моль/кг Е20 . (21)

ССа =17,634 0 СЫаС1 ... моль/кг ЕоО • (22)

Анализ полученных, окспериментаяыьк и расчетных данных (ур.20--22) показзл, что растворимость Са.зоэ и обцая концентрация кальция в растворе в основном зависят от температуры) и давления(Р) ,а растворимость сульфата кальция- кроме того- от • ковдеетр-чцки хлорида. натрия. . -

При обработке вода со смесью/газов со£ и ко£ (с содержанием последнего I, 20 и 50 %) в области давлений 0,1-10 ■ атм закономерности растворения твердой фазы в.системе твердые- отложения (са. мд. /з . . п . я* > - вода - со.2 ~ 5ог остаются такими же, 1.зк и при работе с одним диоксидом серы (рисЛ и 2). Состав и концентрации (моль/кг К,,О) компонентов, системы были • определены при Т = I ата, 1 = 25°С, С^, =0-50% (в газовой фазе)..

~ Пр:: давлении газа 0,1 втм ( I к) е в интервале температур

ст. ш V,

25-40'-'С в твердой фазе содержится тоЛько зю . при . 60°С -эю и

а1, с ® 3, а при 80°0 - а1сою3 и сазо3.' Е-эшлное растворение гпдро-окскда еляминия связано с уменьшением реетзоримостк диоксида серы и как следствие повышением рН раствора с 3,9 (2Ь°С) -до 4,36 (8С°С). Пс этой 20 причине при 60°С происходит образование незначительного количества слзо.3> поскольку , при зтш содержание в растворе аниона £о?~, достигает максимального значения (3,05 10"5 моль/кг Н^О).

Выше отмечоно, что в присутствии £ра при I > 60°С, РД. I атм, С 1% происходит полное растворение всех.компонентов.твердых от--

! сса.

МАНЬ

*Щг

05

Л.

Рис.1. Концентрация кальция (моль/кг н3с» в системах:

СаС03 - БС>2 - нгО ( о ), СаЗО^ -гОд - Н^О (Д), СаСС>э - БОа -

:Оа - НгО (ж), СаСОэ - СаЗО^. - ЭЭг -НгО ( « ) Ь =25 С;

СО.

СаСО_

СаиЗЭ.

ЗОц, -СО„

н3о '.а )••»,•

"з. ——4 .-тг- —2 при различных значениях рН раствора; а

40 С, (' О" ) ® вО° С

расчет, по ур.(22)

ДЛЯ СЙСтеШ .СаСО_

,СаЗОэ - СаЗОд

КаС1 - ЭОг -НдО.

Рис.2. Концентрация кальция (моль/кт н со в с

СаСХЦ - ЗОв - Н-О ( О ), СаЕр,.-50, - А%0 (Д),

С02 - н2а (х), СаСО.

3

Са304- - 502 -НаО ( 9 ) • 1

системах;

СаСО_ -

СдСОэ - СаЗС>4 - 202 -СО_ - Н^О ( Э ) Ъ = 40 С, ( £Г ) Ь

при .различных каяипестзй? диоксида серы (моль/кг н2о) растворе, а - расчет по ур.(22)- для системы сасс3 - •

СаЗС4 - МаС1 - ЗО^ -Н^О. х

■ £°а -С;

* зо° С

в

ГаЗСЦ -

данные. Конрада и др. для сис-

темы СаО - ЗО.

г:

- . н_о, ч .=' гз° с.

-.22 - • 'Л ;

дсЕений, кроме диоксида кремния, а в присутствии СО, - .только сое-данзний магния. Поетому штодзш регрессионного анализа бин обрабо-тг-ш данные по растворимости соединений гелезэ, алюминия и кремния в системе твердые отложения - диоксид углерод - вода в зависимости от температуры (t), давления газа (Р) и получены следущяу математические модели процесса: ' .

С = 1 S72 Ю"11 4-"1'S9e тД.318 .-''..• Fe 1 "Hgö ^COg . . МОЛЬ/КГ HgO . (23)

с^ = 2.ЙЭ8 ю-13 Р^7г > моль/кг H20 . (24)

csi = i.&oi io_5.t^S3 P^02 . моль/кг н20 . (25) •

йз полученных данных ( разделы I и 2) видно, что при растворена sog в оборотных водзх дваксид серы вступает в реакцию с ком- . понентами твердых, фаз системы газ жидкость., вследствие, чего его концентрация в воде не повышается и не .-лимитирует дальнейшего растворения sog. в отличие от.,so2-диоксид.углерода,.'необходимый для cTadsiiHsatcsi бикарбонатов,. не вступает в химитаскиа реакции ж остается В.ЕОД5, в основном в виде'растворенного.газа, который легко, удаляется из вода при сжгеяхя парциального давления СО,,, особенно при капельном разбрызгивании ее. в .градирнях: ■ Поэтому- для стабили- . еацки бикарбонатов диоксидом углерода необходимо йм насыпать до равновесной концентрации ССц вси мзссу циркуляцяонной вода и производить продувку, системы .охлаждения,' ограничивавшую*упаривание добавочной воды, так, .чтобы послаулэршашя. Ебсткоеть во,ш в системе нэ превышала допустимой (кредалыной). величины стабилизированной карбонатной хесткос та.'- г..: . ' .'-- ' . . ' .'.

Диоксид, серы ней'1рализувт бикарбонаты -и превращает их в 'сульфаты, Kat. бы заменяя 8ТИИ-обработку добазо'шой'вода серной кислотой, ' öto позволяет обходиться без продувши системы и уменьшить расход. ' добавочной ВОДЫ. ,.,-' '■.'••; ; •; :■' ". . .

При' обработке воды дамовыгФгга'заш,. содержащими смесь' С0? и йо2 ,' действие последних: Щояашетси одаовременно, повышая эффект . 'превращения- ншгапеобразованйя, •' t ■. '. - ■.'■ •' ■. .' .

• Tüjcvs-i сбрзссм, рсвличие в' свойствах.гао^в (о_г, cog. so,, к др.),-..образующихся.при''бжигании топлива..(тв,--к) и водот-.^ШЕианьа оиульсий обуслов.ш®аот' разданное- ж дсйс'Шйё.в'отнощмпл!-! предотврати» на-1зи-|0Лбразойанкя 'на- -увялЫ-'Ж мЗссообмшиьк.. твгрхнос'ии. • техпологкчс-чз-■■ко1\>-обЬрудовакй'я,': й- гшио растворвпия. и 'эдопдегшя твердой £<1зы в

з системе газ - яидкссть. Пси этом процессы, протекающие в ни?, в значительной мере определяются потерей и поглощение:." гага, узнерали-зашей системы за счет испарения авдкосш при капельном ее о-Ч'негетэт

3 горлд-шнях оборотного водоснабжения промасленных предприятий гкд-родс12м:*кой газо-зздсоотных потоков, характером распределения сопротивлений массопереносу' и режимом взаимодействия фаз. В свкет с згум были изучена массообменные характеристики ккогокомпонвнтаой системы газ- жидкость, на модельных примерах испарении капель вода в воз^тух я абсорбции (десорбции) газов каплями воды.' Здесь следует подчеркнуть, что гс исследованию массообмена мекду каплей аидаоста и газом

п >ж лимитирущеад сопротивления в' сплошной фазе посвящен ряд теорети-

4 -.ских л экспериментальных работ. Большинство' из них ■ связано с

г ¿следованием масссотдачи от твердых неподвижных сшзр, смоченных

аидкостъю и обдуваемых потоком газа { и = 0 ), з .других изучали

кассоотдачу к каплям аэтдаостк, падающим в практически неподвиансм

газе ■ (и^, = 0). Очевидно, в подобных опытах не отражено влияние

двикения фаз, поскольку в ' таких случаях иотн равно ц_, или и

В последнее время в отдельных работах отмечалась неприменимость

пк п П

.уравнения ©росслинга (Миг = 2+0,552 ) к свободно па-

дазащЗм каплям в потоке, газа (о£. соа. го^ и'др.) и предоринииались многочисленнье попытки повысить .его точность с учетом мзссосбмена в кормовой-области'капли, ее вращения, степени турбулентности и т.д.. Жз рассмотрения зависимости Киг = г(Ка0ТК) нельзя составить определенного мнения о .раздельном -влиянии на массообмен скоростей капель и газа. • ; -.. '■ -,'.

- 3 отдельных.работах изучен- массообмен в системе газ - зидкостъ, прр • л^нгарухщем сопротивлении э дисперсной фазе и найдены более высокие коэффициенты ■ массоотдачи, чем это ■ мояно • было ожидать из рассмотрения нвсгащхбкарной : молекулярной диффузия в сферически частицах. В некоторых из них утверждаете я,.-что коэффициенты мэосо-обмена в капле могут быть с достаточной точность» рассчитаны по теоретически* формулам, предложенным для системы жидкость-жидкость. Однако экспериментальных данных, . подтеерэдащих этот вывод, не приводятся. В связи с этим массообмен в системе газ - гидкость поя лшитарущем сопротивлении в сплоиноД и дисперсной фазах (,%.} подробно изучен и излокен в настоящей дкссертащи к ¿иубликозаиной нами монографии, -поэтому- гске' приведены только основные вьзоды к расчетные уравнения. , ' ' .

йспзрвниУ купель золы-в воздух. В азьггах. рабочее парзмбтрь;

изменяли.в пределах: противоточвое движения фаз (ур.26.27) и,. =2,47

- 4,72 М/С, иг = 0,26 - 1Д5 М/С ( Rer = 773 - 3500 ), = 2,7 -5.&7 м/с. ( = 541 " 1150 wz 1 wr = °*25 ~ кг/кг'. нисходящее прямоточное движения фаз (ур.28) и,, = 2,50 - 4,70 м/с, иг= =0,40-4,70 М/с ( Rer=II59-I4II8). u^ =(-I,04)-4,02 M/c/ÍR*^ =

= (-205)-7Э5, wr =0,50-0,СБ кг/кг; перекрестный ток (ТР.2Э) uk=. =1,9- 4,33 м/с, иг = 0,5 - 3,7 м/с ( =1313 -I03I0 ), / = = 2,01- 0,281 кг/кг; опьпы.с оросителями типа душа (противоток. ур.30) . wz = 50 - IÜ40 кг/ч ( =,1,18 - 21,91 м3/;м£ ч ), ир = 0,1.

- 1,1 м/с ( кег= 1520 .- I675F'; опыты с форсуночными оросителшми (противоток; ур.31) иг=0,1-1,1 м/с (¡^=1523 -.16755),^= 200-500 кг/ч (ьж = 4,21-10,52.гЛ^-ч), = 0,51: 1,05: 1,58 м.

В-результата обработки экспериментальных данных получены следующие зависимости: -'•■'"'...'•■'''•''

ат = 0,178 «J;30 u° so, к/с, . ; > (26) .

, Nur = 0,070 Re0T¡i „ - 1 Л'- ; :>- (27) .

■ ; ftv - 0,11 uj-^3 u° SD. м/с, v/-f\ (28)- • -. ■

; . ftv - 0,I6S u®-3^ u*"1 ., м/с, ' " ^....,4';:; (29) ту^^ПБэ'и^-Г7 ;!^'^ (30)'

Ртъ = 1770 u®-®0 н~8Е, кг/ч3'Ч ИХ/КГ. " ;••' (31)

Результаты опытов показали, «та. для двух изученных, способов орошения значения примерно одинаковы при равных ■ значениях высоты

КОКТаКТНОЙ ЗОНЫ КОЛОННЫ И ГШ-ТИОСТе^ОршеКИЛ (Чг =const). ■ '

Используя уравнение (30)'. и формулу .для удельной поверхности контакта фаз (а ^ .шлучклк расчетное уравнение дгя объемного . козгфкгаента мзосоотдачи в'. гьзойой фазе для распьшительной колонны

■ ft^ L fr /£lK UH £ . ' ^/^ ч кг/кг. (32)

: , ' Экспоркметвлъныэ данные по (з^а для строителей типа душа ' удовлетворительно олксывстяря. урашшшем,' полученным. на основе. ' данных для единична капши.. -. ' Ч'.'с''' '.Г"- ■ .

(' Абсорбция -газов ф^гОа^^ОдУ калляш' йоды.' С целью определения. -".1 основнш.;- закономерностей. йассообмена в cpogeccax 80ссфбщи(десорб-. , ..>.; дай)' газов ..".каплями зчйа,- ¡были; в-ытлдащ :йсследшашя pekir ai; проти-. •.В0'гочн91хэ.'.>!; несз.одэдщ'о.лрда^точяо^^ фаз. /Физжо-'; .»'••

юткеёкщ.фшуОв i^n&imm: лрл^бсорбгщо^- -i^.- t¡. 4?¿\

"i... • - 25 -

з.зо;. 3.S7; 4.7S; 5.56 М/С, R&3= TSSO-l7S70. 1.47 М/с; СЭ£(де-

орбция) = i.s;a.£i; г,63. зэ47-ее7б; (абсорбция) ик = 1.5 м/с. йе2= 3942» Цу,- О.СЮЗ-0.018 WC; SOg(абСОрбЦИЯ) «к= 1,5 М/с. Ееж= 3397, 1^= "».004-0.013 М/с..

Эксперимент ш>ныэ данные, подученные для систем: о2~ н£о. сог~ - нао и so£- н^о обобщены завжжмостьш:

' Ми = О»38 Re°'S1 : (33)

S ■ ■ - А

При абсорбции умеренно растворимых газов водой не' обнаружено заметного влияния-режима течения фаз' на величину и скорость массоотдачи -практачески зависит только от скорости падения капель.

Проведено сравнение; экспериментальных данных настоящей работа -с литературными по абсорбции умеренно растворимьж газов каплями воды к с рагсчитаншйи велвддаамя нц^ по тефетатскик уравнениям», •полученным для системы жидкость- ааэдкость- При атом отмечено, . ' что скорость мзссообмеш.в дисперсной фазе д*'я системы гзз -жидкость - примэрчо на порядок . вышо, чем ' в системе,, гйдкость -жидкость, а завишмость нч^ от'^' близка, к линейной.

Таким:'образе« при 'изученшпроцесса рекарбонизации жидкости ■ были , учтены равновесные; а рабочие составы вода к дымовых газов (разделы I и 2), шссообиешь© хврактеристщш .и' гидродинамические . решмы'систэш газ - жидкость (раздел. 2), ж.быток воздуха й виды сжигаемого топлива (раздал 3)..: По ■ парциальному дан тению газов и по' содержанию солей. одределет степень, утрквашя ( <р ) вода, в системе. Но степени упаривания найдены размеры продувки ( Р ), расхода добавочной воды ( Д ) и - значения л карбонатной жесткости системы ( s ). Определена степень использования диоксида, углерода ( п ) в зависимости'от его концентрации .в воде и Рс0 газов. По величине v, . Рсо к Р^ найдены доза диоксида углерода 2 •

: Л соа = 17,е 1С"3 fcp>3 , №/л . (34)

и объем■ льновых газов,- необходамых для обработки вода (табл. 5).

• При выводе ур. (34) - использованы: эмпирические данные:Орлова и Крушсля. Обшез содеряатв-'катщдая в растворе рассчитано тур. (22), а -значения коэффициента, активности йодного раствора по' формуле Хелгеисона, продетавлящей - мода^тащт Ьфзвкэнип Дебая-Хкег-еля. .

• Из табл.5. видно, что доля- диоксида серы в процессе стабиллзацш .вода coc'i-tiBii-ra' .ór 86 До97?*; . бэз. участия' ., sa^ -израсходовались-бы весьма высокие: кощвтрации т^гсгсеида углерода^- превькажщие'его' рвет-

Таблица'5

Рекарбонизация водч домовыми газами и расчет основньаг рабочих параметров системы ( У )

= 1500-3000 М3/Ч, г, =120-300 М3/Ч, Р = 0-2.3?ъ, Г =0. 3

^цр' мг-вкв/л Жц, мг-акв/л с«у мг/л р Без нейтрализации НСОэ С ЕОа Д1 нейтрал, с ЙО^, мг-экз/л Доля

^пр' мг-зкз/л нзобх. доза со кг/я

8,0 6,23 за 4,3 27 1160 Т9,0 97

5,7 4,59 16 3,7 17 3558 11,3 56

8,3 'О у Зл 27 2,7 - 16 . 121 7,7 86

6,5 6,00 27 2,6 15 164. а т 93

Еоримость в воде ( акт внедрения от 15.02.1994 г.). . . Реккм рекарбонизации (выбор оптимального содержания соа) необходим з каздом отдельном случае устанавливать нз основа ур. (17-34), начиная с малых доз и добиваясь безнакжшого состояния системы с учетом специфики состава различных вод..

Таким обрезом, -таенные . результата позволяют сделать вывод о том, что обработка водо даювыми газами, содераэщими диоксиды серы и углерода, является исключительно -аффективным средством уменьшения образования твердой фазы в..водной среде. . '

3. разработка, внедрение И ЭКСППУА.ТАЦ№ С1СТЕМЫ прйготовлкшя водошзугвщ: 'эмульсми ж рекарбонизация шдао-содгвых СИСТЕМ

С целью оптимизации-процесса скитания, топлива, определения концентрации выбросов врбдных' эецеста (ВВ), нормнроваяая.-и усыновления ЦЦВ отдельные источников ? а такза для согласования полученных-рас-' четных данных (разделы I и 2). -с эксшрдашттьшмг результатами были разработаны 'и внедрены сштеш приготовления водомэзутшх эмульсий в 1-У1 (см. приложение I),, а з У системы рекарбонизации жидкости-для уменьшения .твердой фазы в'-.водной среде (см'.рис. 66, прилозение I). •' •-.'/ •.-' ". •'.'.. • : • . '

■Принцип действия и устройство' отдельных агрегатов- установки водомазутной вмульсш' (УЕЮ) приведены- на рис. I и 2 (см., приложение- I/. Полжешь© обратные эмульсии в УШЭ'отличается от исходного-жидкого топлива ■ физизо-механическими. свойствами, мелкодисперсной .структурой и гомогенности».-''' ; : ■: : /:.,. . -.-.."•/• .. г Указанные характеристики создаются последовательной обработкой

смеси мазута и конденсатнбй (сточной) вода мазутных: хозяйств в трех аппаратах:эжекторе-дозаторе, роторном эмульсаторе и,роторно-пульсзц-ионном аппарате(РПА) в котельной (Г)-При этом результаты седимгнтаци-окного анализа Б13 в (I ) и полученные дчффёр^нциа.пьные и интегральные кр'Еэыз pací неделения частиц по линейным размерам показали: d < . 104,75 мкм ( 3S), 56,2-46,8(30), 33,2-23,4(58), <20(7). Практа-чески аналогичные характеристики обратных эмульсий получатся и в отдельном режиме работы РПА: (11)54,3(3), 53,4-31,4(9), 31,4-22,6(18), 22,6-9,9(60), <9,9(10); (III) < 43,6(11), 43,6-26,5(20), 26,6-20,S(20), 2D,8-I4,2 (33), <14,2(16); (1У) 45,5(18), 45,5-29,5(15); 29,5-23(11), 23-14,5'.(25),' 14,5-9,3(18), <9,3(13); (У) 116,6(17,5), 116,6-82,4(9,5), 82,4-67,3(11),. 67,3-42,3(37,5), 42,6-30(20,5), <30(4); (У1) 75,12-40,37(18,31), ЧО,87-20,43(39,44),.. 20,43-10,56(39,44), d<10,55(2,825): тЛз спектра данных видно, что частицы я&ящоя. пшшдястрсйа® скст&иаш и сбуславлязаэт pss&rryb поверхность контакта фаз при", взаююдействии- с окксллтелем з зоне горения. В связи с излозенным.в поелэдуэдих работах в катальных (II, Ш,1У,У,У1) использовали для эмульгаровакзя капель воды в мазуте только роторно-пульсадконные аппараты (м- =1500 и 3000 об/мщ), а кошрооа» расхода вода.и мазута проиЕйя'длли аа основе зяектора-доза-тора, а-влажности'емкостнш датчиком. ' ■'

В' расчетах по определению концентраций вредных • веществ в при; земном -слое атаосферы до и после ¿доведения -природоохранных мероприятий (табл.1-6, 'приложение 1).бы1ш использованы экспериментальные данные, полученные на основе"замеров.содержания газовых выбросов . (sog. nox> со. углеводорода нефти,-.сака), и" учтены -предельно допустимые концентрации(ЦЦК). ВВ, коэффициенты, учитывающие скорости упорядоченного осахдения (F), фонрше концентрации ( Ф), средневзвешенная опасная скорость ветра в дащой местности^), сумма максимальных приземных концентраций (доли -ДК), созданных выбросами всех . источников, параметрьГксточника выбросов - высота (Н), диаметр (Д), параметры газо-воздушой смеси на выходе из источника выбросов -• с-бъом ( V), температура (t), количество ВВ, фактически выбрасываемых в атмосферу (.максимальное (г/с), сукмарнов (т/год) ) и -.время работы котлоагрегатов (т). • '

.'На' (хяювяйии нриведечныг даачых (табл.' I-G, прялотк-лив'I) была - . определена плата з;-г выбросы загрязкшгук вецесто (П) 'и ее укеяьзенио (MI), а та'-~се.рассчитана зколего-зксыгкпчсскзя аф&зкташость (Э)'. : ос^хпшешя природоохранное Mepoiipi'^zíl (табл.6). •

Таблица 6

Эколого-эконошгаеская эффективность осуществления природоохранных мероприятий

предприятие . АН = И - 11ц, экономия топ- Э, руо. в год .

руб. лива, % (акт внедрения)

т '29355 2,21 139454 (от 21.05.92)

II. 17501 2,92 814586,34 (от 26.10.92)

III. 222363 3,72 486331,01 (ОТ 16.08.93)

1У. 48038 2,67 2819494,1 (от 29.10.93)

а .. 33134545 4,03 92172776 (ОТ 16.02.94)

У1. 227873 2,45 2213271,34 (от II-.04.94)

£ 98645913

Расчеты дП проводились с учетом, затраты собственных , средств предприятий на природоохранные мероприятия, обеспечивающие снижение допустимых выбросов, а при определении экономии топлива использовались данные по теплотам сгорания. . горючих -компонентов,, энтальпии образования веществ, расходы мазута, ШЗ на получение Г Гкал тепла.

Таким обозном, ползтанные, экспериментальные' данные по определению компонер-хэв газовой, фазы и снихеншгих.- содержания в дымовых газах котельных (1-У1) за счет , сжигания в топках ЁЩ, а также результаты по рекарбонизации"! оборотной воды в (У); и. очистки газов от твердых частиц в (У11) подтвердили основные теоретические положения расчетных уравнений настоящей работы. ' /-.'• '

. - ' ;.;:.швода...--';,

I. Разработаны физшо^гимичзскйе основы и принципы црогнози-позанйя, очистки, нейтрализации, утилизации основных компонент-, з'' дьмовых газов и выявлены., химизм и закономерности - стабилизации карбонатного равновесия в мкогокомцонентноЙ водЕЮ-солевой системе. ■

■ 2. Определены' составы и концентрации: Мтивных. радикаловгазовой и конденсированных фаз, образующихся при гореншт топлива (тв, 1 ж ), зодотопливных змульсий и в . процессах рекарбонизации 'зодко-' солевых систем. 1 - '■'. ■- .'"■',:'-. ■;'.-•;- • .• •::" : ; ;- 1

3. Впервые прадясшщ метод расчета. средней, температуры горения топлива, (ж) и водотсеЯшбкж эмулъЗий на осксаз физико-химических характеристик газовых выбрфоа,.количества-орхелителяи воды. Результаты . тзводягт- даешта-ррай^ топлива; (ж) и наметить гути их опжйгзашш с'-целыз'уьюныаекш расхода топлива 'и газовых

— .Г.З —

выбросов в зтаоа&еру.

4. Разработана техническая документация на эксплуатации системы приготовления водоташшвньж эмульсий, составлены прикципиолызые технологические схем7:, созданы установки и внедрены на ряде котлоагре-гатах средней к м чей мощности (1-У1)-. Провэдекэ экологическая оценка эффективности с зуцествяения природоохранных мероприятий к устз-' новлено, что содержание вредных веществ в дымовых газах га исключением диоксида серы уменьшается на 50-70 « и не прешшает преданно допустимых выбросов.

5. Установлено, что с^лцая минерализация исходной еолы не сказывает заметного влияния на содержание оксидов серы в газовой фазе,

а использование карбонатных присадок в ЕЮ практически полностью связывает их в виде сернокислых солей металлов. Получено расчетное уравнение для определения концентрации оксидов серы в дымовых газах в зависимости от -температуры горения топлива, количестве окислителя, воды и минеральных добавок.

6. Разработаны конструкции датчиков влажности топлива и газо-ащщссстаых потоков с получением информации-в виде электрического сигнала, что открывает ширсние возможности для автоматизации экспериментальных работ. При этом установлено, что критерием для выбора оптамального количества вода в топливе-(от 10 до 15%) на всех предприятиях (1-У1) является предел минимальных затрат с учетом расходов на охрану окруааыдей среды.

7. Установлено, что дифференциальные к интегральные кривые распределения частиц водомазупюй эмульсии по линейным размерам имеют полидисперс^лгй спектр и обусловливают развитую поверхность контакта фаз ори взаимодействии с окислителем в зоне горения.

8. Впервые определены массообмаяныэ характеристики процессов поглощения, выделения газов, испарения капель жидкости при различ-эых режимах взаимодействия фаз с учетом входных и концевых эффектов и предложены расчетные уравнения для коэффициентов . массоотдачи

( рг, ), которые могут быть использованы при оценке степени тпвриввния вода и использования газов. Показано, что скорость массо-эбмэна в дисперсной фазе для системы газ-жидкость примерно на порядок выше, чем в системе жидкость жидкость.

9,. Созданы физико-химические модели процессов обескислорахи-'-?аддя, танерализдции вода и получеш расчетные уравнения олисыва-щие содержания кислорода и твердых фаз в .растворен

10. Установлено, что растворение соединений железа .и ашйжа

Е водной среде происходит под воздействием диоксида cepu, а растворимость диоксида кремния .имитируется в основном температурой системы. Показано, что наибольшее влияние нэ растворимость сульфатов оказьщает хлорэд натрия, а на карбонаты -температура и давление.

II. Определены физико-химические и теплотехнические характеристик:! топлива(тз, 2), зодотопливных вмульсий, газо-пылевых выбросов и на их основе рассчитаны концентрации загрязнякщах вецеств в приземном слое атмосферы. Экономический. эффект от внедрения системы приготовления водотопливных эмульсий в котельных (1-У1), составляет S3S45SI3 рублей з год(в ценах 1990-1994 гг.).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

I. Майкеков З.К., Маясфеев H.A., Мзлнюоз В.А., Костшкс» Е.А., .¡&й£еимсв В.В. Исследование массообмена мезду группой капель и газа б реашмз противотока // Ececoss. ковф. по еэрогкяродинам>ке химические- аппаратов "Аэрохйм-I". - Северодокецг., I9SI. - 4.1. -С.125-130.

■ 2. Мзймоко:. З.К., Утдсфевв H.A., Мадюсов Б.Л., Костекко Е.А. Моделирование1 процесс массообмена меэду грушей капель и потоком газа в режиме пря-лотсли // Материалы XII Всесош. научно-техк. кенф. "Технология неорганических вещ,естз к Мйнэральшх удобрений". -Чимкент, IBSI. - T.I. - С.570-573.

3. Msi-меков З.К., (йалофеэв H.A., Мэдюоов В»А., Подгорная И.Б.' Исследование массообмена меэду каплями вода и газом в процессе аб-сорйдаи каедгареда из воздуха ft Теор. основы хим. технол. - 1983. -Т.Iv. - iä.2. - C.IS5-I7I. \

4. Маймеков З.К., Малофеэв H.A.-, Излюсов В.А. Исследование массоабмена квкду группой купель и газом в реазмэ перекрестного движения потоков // II Всесоиз. совещание по проблеме "Абсорбция газов". - Черкассы, 1983. - 4.2. - C.2D5-208.

5. Маймеков З.К., Максимов В.В., Калофеев H.A., Кзяюсев В.А. .Методика исследования кинетики массообмена в газовой фазе в двухфаз-li'-M газо-капельном потоке // Журн. принл. химии. - ISS3. -T.5S., -

X 12. - С.2741-2742. '..•.'

S. Маймеков З.К., Малафеев H.A., Малзюов В.А. Исследование мге-сообмзка в процессе испарения кагель вощ в воздух в режиме противотока фаз // Теор. основы зим. технол. - 1984. - Т. 18. -S3. - С.277 -3CS. . •'

?.. Май-вков З.К., Мвлофэав H.A., Йелнжоз В.А. Массообмен при испарении капель воды в воздух в реяиме прямотока фаз //Теор. ос-

- з: -

новы хим. тзхнол. - 1984. - 7.18. - Я> 5. - С.579-583.

3. мзймйксз з.к., Излофеев ЕЛ., Машхюв в.а. Иассесбмен при испарении капель воды в воздух в колонне распылительного типа // Твор. основы хим. технол. - IS84. - Т.18. - 5 5. - С. 55Э-Б73.

9. Мэймеков З.К. Определение влажности газо-капелъного■потока // Всесою. кое?, "Химия и технология редких, шетных металлов и солей". - Фрунзе, 133-3. - С.233.

10. Майм-зксь З.К.' Тврморезисторный датчан с косвеккьм нагрезом дня измерения распределения сксрост-зй газа в экспериментальной колонне // У1И Межресп.нэугн.конф. молодых ученых АН Ккрг.ССР. -Фрунзе, 1985. - 0.IS2-I94.

11. Маймеков З.К., Мамбетаулова Г.Т. Ниошеобразсввние и сннге-sie накипи -в циркуляционных системах охлаздения газов в процессе получения сварочного углекислого газа // IX Респ.науч.кокф. кододмх. ученых АН Кирг.ССР. - Фрунзе, 1983. - С.165-166.

12. КаЯмеков З.К., Максимов В.В. Измерение рвспределешя скоростей газа в экспериментальной колонка // Бсесогз.конф. "Совремэн-шо машины и аппараты химических производота" пХимгохнкка-83". -Чимкент, 1928. - Ч.Н."- С.55-56.

13. йманзяунов Б.И., Маймекоз З.К., Мамбетаулова Г.Т. Рсследо-занш рехима свободного диоксада углерода в оборотных сксте?ах водоснабжения // У11 Всесога.совещание по фжжо-ххмическему анализу. -Фрунзе, 1Э53. - С.500-501.

14. Мзймеков З.К., Мамбеткулова Г.Т., Посыла?^ A.M. Стабкли-

■ зация воды дымовыми гаазми в оборотных системах воде знабнения // У1 - Всесоюз'.конф. молодит ученых и специалистов по агдз .учмот" "«Ьмзхимия-90". - Москва, 1990. - С.155-156.

. 15. Кебвц А.П., Маймеков З.К., Хабаров Б.В. Использование физи-ко-химическся?о моделирования'на ЭВМ для вкологическс-й оценки технологических процессов // Материалы науочо-врнкт.кезф. по проблемам • экологии, охраны и рационального использования природах ресурсов. -Ош, 1990. - С.125. •

16. Мзймеков З.К., Яябиров В.В., Колесникова З.Б., Турусбеко-ва Е.М., Хусашовэ Р.Ю. Экологически цолноцркков покрытие на органе- и генеральной основе //Материалы наугно-практ.конф. по проблемам аколот'ии, охраны и рационального испсльзованпя приро/т-ых раоур-СОБ. - Ош, 1990. - СЛ7Э-180. .

17. Айнекенова P.P., Толоконнтсош Л.И., .М<:й>«псов З.К. Экологически' чисчая энергетика // Материалы научио-вракт.каф. по яроблс-

- зг -

мам экологии, охраны и рационального использования природных ресурсов. - Он, I9S0. - С.178-179.

18. Маймеков З.К., Айкекекова P.P., Толокснникоза Л.Ш. Экологический паспорт промышленных предприятий // Материалы научно-практ. kohsJ. ш проблемам экологии, охраны и рационального использования природных ресурсов. - Ош, I99D- - C.I80-ISI.

19. Хабиров В.В., Майменов З.К., Колесникова З.В. ЭлектрсосаЕ-дение модифицированных лакокрасочных материалов // Материалы Все-сош. семинара "Экологически чистые технологии покрытий металдов, проблема обезвреживания и утилизации стоков гальваническх производств". - Пермь, 1993, - С.7Э.

20. Иаймекоз З.К., Колесникова З.В., Хусаинова Р.Ю. Шигаялие-ва А.Н. Расчет и оценка количества выбросов химических веществ в процессе получения защитно-декоративных покрытий // Материалы Респ.

' .:аучно-техн.конф. "Охрана и рациональное использование водных ресур-соз, атмосферного воздуха и отходов производства".'- Фрунзе, 1991.-G.IS-I7.

21. К'.иед А.П. . Ёйймеков З.К.,, Мамбеткулова Г.Т. , Шигаяаие-ва А.Н. Исследовани рекима поглощения диоксида углерода из дымовых газов в оборотных системах водоснабжения // Материалы Реся.науч-но-техн.яснф. "Охрана и рациональное использование водных ресурсов, атмосферного воздуха и отходов производства". -> Фрунзе, 1991. -0.6S-67.

22. Маймеков З.К., Хабиров В.В., Колесникова З.В., Турусбеко-ва Е.М., Хусаинова P.D. Экологически чистые шгенкообразоватапи // Материалы Респ.научно-техн.конф. "Охрана к рациональное использование водных ресурсов, атмосферного воздуха и отходов производства". - Фрунзе, 1991.- 0.72.

23. Кебец А.П., Маймеков З.К. Прогнозирование Еыбросов вредных веществ в атмосферу в процессе горения твердого топлива // Материала Всесозоз.научно-техн.ковф. "Экологическое образование и проблемы охраны сжругавдей среда". - Ташкент, IS9I. - C.I03-IG6.

24 Маймеков З.К., Кебец А.П. Изучение равновесий в системе ' твердые отлоденкя - вода - дьмовыэ газы методом минимизации свободной анергии Гиббса // Материалы -Till Всесого. совещания по физико-химическому ака.тязу. - Саратов, 1991..- С.77.

• 25.'Кебец А.П., Кенгетаев К.Т., Маймеков З.К. Использование физико-химического моделирования на ЭВМ . для изучения пропессов стабилизации карбонатного равновесия систем оборотного водоснабжения

//'Материалы УП Всесого. школы-семинара "Применение маталатнеск:гг методов для описания и'изучения физико-химических равновесий". - Новосибирск, 1992. - С.30-31.

2S. Кебец А.П., Маймеков З.К., Иманакуноз С.В. Физико- жп-чесяое моделирования на ЭВМ процесса торения яидяого тошкша м зсл:-мазутных емульсиЯ // Язв. АН PK. - 19Э2. -3 1. - 0.29-31.

27. Майнеков З.К., Кебец А.П., Иманакунов С.Б., Сулайманну-лсв К.С. Оптимизация процесса сжигания жидкого топлива и уменьшения выбросов вредных веществ в'атмосферу // Материалы Межресп.научко-тлш.коиф. "Интенсификация процессов химической ж пищевой техно-л гии" "Процессы-93". - Ташкент, I9S3- - С.379.

Г.8. Иайкеков З.К., Кебец А.П., Шигзялкева А.Н., Кенкетаез К.Т. Использование лымоеых газов для обескислораживания вода // Материалы Мезресп .научно-техн .конф. "Иигевсифшсадая процессов гимическей и пщбЕой технолог:®" "Процессы-ЗЗ". - Ташкент, IS33. - С.22.

29. Майшков З.К., Кебец А.П., Толоконниковэ Д.И. Растворимость твердое отложений в системе газ - адосссть /7 Материалы Mesrecn. научно-техн. конф. "Интенсификация процессов химической к пищевой .технологии" "Процессы-53". - Ташкент, 1993. - С.21.

' 30. Кебец А.П., Маймеков З.К., Иманакунов С.Е., Алдашсвэ Ч.Б, Использование минеральньпс добавок в водотошивкых эмульсиях с делья уменьшания содержания- оксидов серы в домовых газах // Материалы региональной каучко-тзхн.конф. "Пути яовшешя ¡эффективности ксполь-зованяя отходов промышленности". - Ош, 1933. - С.77-78.

.. 31. MafttssKOB З.К.,. Кебец А.П., Иманакунов С-.Б. ,Шкг2ЯОгева А.Я., Аляяаева Ч.Б. Использование сточных • эод' мазугаьк хозяйств .для приготовления обра'шых эмульсий'// Материалы региональной научно-техн. ко:я5. "Пути повышения зффвгсгсЕяости использования отходов яромыялен-ности". - Си, ISS3. - С.67-68.

32. Мзймекоз З.К., Кебец А.Я., Кеяазтаев К.Т., Гслоксшгко-еа л.Я., Алдашеза Ч.Б. Есподьзсваниэ отделы-ьк комподектоз да«^^ газов для рекарбонкз'аш водно-солевых систем // Материала! региональной научно-техн.конф. "Пути швшеши эффективности использования-отходов промышленности4.. - Ош, IS93. - С.79-30.

33. Кебец А.П., Маймеков З.К.. Хабаров В.З., Кулоз H.H. ilpoi^c-зироЕание количества тонаг^ньк выброссз я процессе горвняя твердого топлива с помощьэ ЭВМ //. Теор. основы хт. технагг - ISS3. -Г.27. -Ш 6. - С. 651-553.

24. .Маймеков З.К. Массообмея между каплями етгксста п газом з

процессах абсорбции ж испарения //-Бишкек:Клим, 1933.- 130 с.

35. 1манакунов С .Б., МаВмеков З.К., Балабеков O.G. Физико-хи-кическце основы использования жидкости при оптимизации процесса

с гхгэния топлива // Материалы научн.конф. "Наука и технология-S3". .

- Шыжект, 1393. - C.I9I-IS2.

36. Кекхетаев ЕЛ1. .Маймеков З.К., Балабеков O.G. Фиаико-хи-мкческиэ основы использования газов при рекарбонизации водно-солевых систем // Материалы научн.конф. "Наука к технология - 93".

. - Шымкент, IS93. - С .203.

37. Толоконнякова JI.II., Маймеков З.К., Балабеков O.G. Изучение растворимости отдельных кома" ентов твердых отложений в системе газ

- хкдкость // Материалы научн.конф. ' "Наука к технология - 93".-Шымгсент, 1993. - С.350.

38. Шигаялиава Ä.H., Маймеков З.К.-, Балабеков О.С. Рекарбонизация--воды и изучение массообмеяных характеристик системы газ -звдкооть // Материалы научн.конф. "Наука и технология - S3".

- Шжкент, 1993., - G.427. ' •' -

39. Маймеков З.К. Хйгодьзоваше'дымовых газов при рекарбонизации водно-садазьа систем и предотвращения образования твердой фазы в водной .среде; // Материалы научно-практ.конф. "Природные,

. природко-техногенные катастрофа к современные экологические. процессы в горных районах: прогноз-и защита".-. Ешакек, 1934.- С.15-22.

40. Маймеков З.К. Использование гтдкости при оптимизации 'процессе скитания топлива с целью уменьшения токсичных выбросов в атмосферу // Материалы научно-практ.кон§.. природные, природно-техногениые катастрофы и современные аналогические процессы , в горных районах: прогноз и защгга". - Бишкек, ■ IS94. - С.87-94.

- .; 41. Майм-зков 3.K., Кебец Ä.H., Кулов H.H., ХаОиров В.В. йсполь-"'аоваше дьмозых газов для управление карбонатным.равновесием водно.. солевых систем // Теор. ...основы хим.- технол. - 1994. - Т.28. -J51 -

у ss» у", у," t 4 j ■ -_',у у, ' -

Резшз V.

йаймэаов Зарянц цапаруль?

Сулы-тузш 7"{ iîejrepn.i рекзрбоннзацяялау кэнэ отъята тару процестерхн оитнмизацяляау ггаэгндегг газак-е-у^га^г агчшарди пайдалануянн фпззкаш-гимкялнк; негтздвз!

ТсХНЯЕа гиятадарякы^ зсеторя • -

05.17,01 - Вайоргакпналмя; заэтардыщ слсгиясг:.03.17.Q3--Хтияялня; техгюлотаянггщ процзгтврх иен апщракарн,

А-*алдая щжй атйссферара шрарнла'дш ггз цоспалсрш яапэ . /га гатада яяналатыи г^атти загтарда азаЯ-^у на.чгатцисн, сулы-етзлн зуЯелердх, регарбснкзацляяау сане отнндн кару процзг-sepia ттямнзацяялау кезгндегх газдн-суйы^тн агындарды паГгда-лаяудщ яег1здер1н зеретеуге арнаягаяг.

'%шс барысннда отнн-еу-ауа., р^ттн зат-су-газ Етясшснея-етх гетерсгешик г^риалх л^йэяе? зврт*?9ЛХН2п,гшяадай гояшга язне практакала^ нэтикэлер алннды:

ауяа-тжгндв эмульсия даярлаудьщ щйеer жастшлн.отанкщ ¡эгпшын аэнз сыртгда ор?ашц яас?ануын Hewisferrin Зхрнешэ т-егно-. нсгяялы^ тэсхидер касалннкп, олар kíkí ззне срта iga-rea. казан-gsfî ^окднргаларга енг131лдх;

■■'; Кетхоаподентгх pa^sporeHais куйэлерде Î стш-с.у-ауа, зат-су-газ) $иэакалыц -хнмйягшгс napaae?p.iep¿HÍ4 (С,?,Т) эртур-zï мэндер.гкдэ пайда болатая arr?.o~¿ ясмпонеп-

?терÍ.4ÍH., кокавнсзцияданган фаэалардщ • термодтаакктеалы^ керсат-sia?sp¿ мен хсэд&!ггчацяял£рыкьгг* щтлт аныкталгзн;

Дазантц атрегачтардыч с-рт\рлх жуятемелердег! жухыс рзкиу-дер1нде ласгауш заттарлнц атиоефгрэдага херге «заря ^батая-дагн. аакцантрациялары зшеталган аане есеггтеп^ен, знргтелетхн эяолопилнц ендлэхс .алаидерында£ы нсрмэдич твхногендхк яара-меггелзв орнатылран, жэне алгаш per су мзнен тоты^тгьфгыятардын uesaepi жэнз пы?арылатан газлкн ндоаж яагхзхндэ су:!ык, отыя-кнц «зоряялнн; жалу ?емпературасын эсептаудщ aniel '¿синнягзн;

Иазут шаруадалктандага агвнна жэнз гунтуга аэиалрая ait— яалымзы суларяагы фазиката-пигаялащ nçoqec-rso -зе^гУэлгнЬ:, , оулы ортадага цатгз згтезрдыг? жзне атаосферага •зягарплатан ■газдардиц пеЙдз, болу пгсцег repine суды зсзнэ вуяи^лмндаг змуль-сяяня мяяералдаулкц эсер! ЕгШ1^ягран,есэгтеу тендгуяерх алынгая^

Судч vcKzp5o}:v.3aiïiif.s.aymr:i нэке оттекегэлендгрудщ физи-кала-хямиялнз кодельдэр: кас адгаи, кромки R, алюмкня Й, текар, tea ль-

погняысчаршва? еру гащкяьп^арн мея химизм! аян1стаяггн, глгаш рет газ-суйыгдак куйелердог! ottcltí жзнек£?тъ; заи-ты ьиу'тгпуга еркалгак еееагеу гелдеу1 ускиЕЛган;

йазаларяич артурлг регирдердегг зрег.зтгесуЬге бейлажл;«; Eipic íüShd сощгжгк, згфзктгБерлх еекерй отырчл cbppy ,гаэ бея1цу,еуйг11£|*Е| булаэдэ сяд^чв жекелетгвн еггглергщ казза Серу ( &чщ^аяган»ее«гаеуге ериаг-

гая тецаеуявр уеянзягав, буч кэтиселзо. яовокнглы' ашарыт-

г.етгкш! кяодшалиг; ; „теряалдкрын едраотыру гсез1кдепай-Дйаакьтлуг-: муккхн.

Отанкьз? жене газдн-суйыд'кл -агиккац клгвядьи^таргн дказуг^у ysÍH дагагг-тердщ кокструга»жларч жасакган.олардан Tyce?ÍH ея^ара? злептр еигналлара ?ур1вдв белгаядыктан • экепзрк->.*:ен?ч*1к зк^иагтарда ав^оматазацяялаулщ irfwriHiiiriH. кецейтед!.

Жсгарида айтьгйг-ья проблемьдарды. ^араетйру хезщде зкепетш-î.'iïvîriu эертгоукеиеа' 6îpre ЗЗМ -да ^изигалы-хиаияли!; иодзль-деу эд1с?зр1 ла&халашхдв, кеткошонин-гт! еуй'елерде &ер?гг- . лет!н Ероцезтерд1ц физика лы-химиялг^,; мгдро-хэне гедаодкна-кгаалык, юераметрлерхк ••г^екеттД дэхийхпен бсапяейиы •математа- ■ калы к, иилельдер зласалган; ...

Еумыстач *еориялыц кэяе ц'олданбалылыц мацызнн куъмстагы кейбхр asiстер мен кошарукциялар, есептэу тецдеулер1 процсе-тердх аппярвтуралармен еэиактеулер1 болгаакД'а ласгайтык зат-тэрдыц пзйда бояунн еезеертуье жеке бат^лауаа, тазалаудкц физи-калыц-химиялыц ед1стзр!н гслауае, ry?ÍH газдарды залалсиз-дандмруда кэш цайта пайдалшщю * отнкдй уне?4деудз зерттеу аппарата ретхнде хкйдалашлуын да керсетгд!.

и

жШ/гМЦ/

л, ?

I „ ?

/ ... - -г.^-^ Г|

Рис. 3. Принг.оги-?ль::ая' толхологичеокая схема систекы фяго- Г | товленкя и подачя во- | Д<Ж833ГГНСга эмульсяа в 5 котельной азрогсртэ ¡| '"•йнае": I - емкость |

v = еоо (3 ит.): 2- 1

кассе .для откачки вода £

(2); 3 - ггшлпя

оильтр грубой очеспгд (6); 4 - насосы 11 р^-Ф-НР5^ рабочие (4): 5 - подогреватель кззу^'(4): 6 - фильтр тонкой очистки Ш: 7 - волаеаэюр• сбервь® для воды (I); 8- - насос для откачки .мазута (1): 9 - емкость оакгчкгвемзй воды (I); Ю - охладитель отработанного пара (I): П - бак рабочей воды (I); 12, 12 (з}-Ш1А 2 шт.); 13 - форсунки кетдсагрегатоз; 14 -клапан обратный; 15--задакесн (вевгаяи 45)-; 15 -лшии евязж 14-24 - задззаки: 25-28 - обрзтвьв кяапаньк. - вентили;- 33-35 -

О

зздазки,-—II—в-4!аззгп------Ейульсия; —*—пар отработанный;

-г^-^водз; ----'.-. ^-обрачнШ кэзут.

Таблица 2

Концентрация. вредных веществ в дагэа газах котельной аэропорта "Манэс", г.Бишкек(П).Н=40 м, Д=г к, у=г,б м3/с, 1=185е

У*=39,7г М3/С, р=1 , \г=3,7 М/С, т"=0,58 Т

Количество вредных веществ,дЕЫорасьваемьк в атмосферу

Г-ГАГ (ГГ/ГОД).

Компонент

газовых

выбоосов

без ША.

ТЕБР^РТз

с Ш

СШ1Ж.

газ.

выб

,без РИА-

ш'ьм-зо м

с Н1А

енкаение

гаяозкг

вйипосов,?

N0 .

СОХ ■ .

Углеводороды

нефти

Сажа

372029,333 352С27,755 3,38 341С243, 173 320С234,~83 6,15

11гСВ,ВЗУ 47С3.713 58.ОЗ 10©С78.Э2Э 44С72.ЕЗЗ 53,26

51 ОС24, 44Г> 140С11 ,04354,84 295С215,ЗвЭ 1 ВВС81 ,Э43 Ь7.82

420СЗЭЛ1Э ЕЭОС15,77352,38 320СЙЗЭ. вЮ 1В0С 1С9, 95353,12

55С4.34Э 21С1,еЭ5 61,18 30С£1,32Э 14СЮ,г53 53,33

А^^нрхуэшвдквдеыя sKpyr^ icos тп еаугйш>най

ЕМЭ

в. «шаятю

Вес .Л ^ дриШшна^аЕЕЯ; -шзшшгетеоззя' схеда ■ скати приготовления и поили вкотеяыюй консервного завода г.ёеезк:1 ..к Д-роторно-щгдьсадЕонныа аппарат (2 щтЛгЗХС-трехБЖГозьй' ЕЕСоа (2Н1У -нзсос Евгтеращнтаа (1);У~фшьтр грубой очнеткй(2>;Л-ф>1дьтр тонкой тщщи (Х>; УН- подогреватель мазута (I JrSTII-бак для вода íl} .1-22 г

■ ' Тй&ща-З .

Концентрация .вредшх вепрсго а дымобьк хазах котвлшша^шсерв-наго завода г.Бишкек (Ш) .Е=эз н. Д=о,в м,. v=i4.ss и /с, . ъ^го с.. F^.. ■-г-«о,зэ-т

количество врашьа. шдаств, выбрасываемых в атмосферу ; ■ мг/W3 (т/год) •

Компонент'

газовых

выбросов

без И1А' | с НИ — . ■ ■

снтаэкиз газовых внбаоооз, % :

soa .

no

X

со

Углеводороды нефти,

. Casa .У: ■

433 С67,023 3S C3.S5D

144 сгглео

Bao C80,t23 IX C1.8SD .

421 CS4,SE> 13.OC2.OCO 35»OC5»3S3 .

iaOCiS,4S>

ЗС0.4Ш '

- „■■• i ■

3vCJ7 83; ТО 70,70

7a.sa-

Рис. 5. пргяшшиальная технологическая ежена система приготов-летя п подачй водомазутнай зиуль- -сяи в котельной Ш и.Орловка: I-трёхшттовый насбс (2):Т1-роторяо-тшьаацхонный аппарат Ш; хп — центробежный горизонтальный нассс (2); 1У - подогреватель мазута Ж-4С-Г5 (4); У- фильтр грубой охотки. мазута ФМ-25-30-2 (Б );У1-фз2штр . тонкой очистки мазута ФИ-25-зэ-<Ш (4); Я- охладитель дренаже® Шг У1Х - подогреватель мазута П); .. У1П - бадья загрязненного кззута ШШ-рутаэй весов —' пар давлением 10 кгс/сй?;-Ш- пар " дашшнш В нге/®!2; -0&-швденсат: -07-йазуп

:в ятаосферу; -19-слзгоы и дреназ; задникхи; -«-о- обратный жтагаз; —о— конденгатотэодчик: клапан регулирующий; —ея— редукшю&-1ШЗ к^щан;--с-<»-г дрена2Ное устройство; ——- переход; рз ньссзш в аттеферу: гибкий ашанг; —-1—соединение трубопроводов.

Таблица 4

ксшдашрадая вредаж ведает в газах гсетельша ЕШС

-ц.Срлсэдэ £330. й= во м. .Д= э.о м, V«- к^/с.

йодаество вредных веааеетв,-вьйрасьшейы£-.э атмосферу ■ ..МР/^СТ/ГОД} •

Ксжюнежг • разовых "' шЗросов .

-щ

■.ыс? ... .. . со* ■ Углеводороды нефти ч Твердые

без Н1А

7—Щ-

ТбЗЗсЭНТ^Б-75сае.о5э 100сга.«х>

о5зосг<о. тго

.; - «г;го».- •••

вСХ»713 \

ййЖййё ТаЗоЬйХ" внброерв; :% .. ¿;

' г.зо 65, Ш 88,75

Ш .3»

77.54

■ г.«7

4520СЗг9.43Э ггосб4,7о> згосм.гю

вварсвео.тгэ

■■ '-зз сю.га>

Ряс. 6 .(а) Пршглпшшъкал тезшо^оглчзская схема снсте;-ы приготовления и .¿здокак - -лзЗ з^'льсш в дагеяьшй сахарного комбината АО "Бзк-Т' г.Кар--.-¿илта: I- емкости мазушыз (4 шт* );П-мезутные Оадь'фы .х>.5о.Ч с-,хэтзи{3);Ш- изгутные I¿кьтры тонкой . очистки (3);У~ гор1Вонт2лы-;Ьи1 подогреватель мазута; У1 - язрозоГ: мззушый насос (I); 211-И - ыезутаь© насозы; Ш-пекогенератср (4); ПП-шнобак (2); ПУ-пенонзсосы; ХУ-водшь:е насосы (2); ОТДШ-ЕВ8. (2); шт-бак для вода с поплавковым клапаном и трубопроводом; 1,2,4-12,14 _зядеь;е£кн(взшиеи);3ДЗ-обратные киапша. (б) йршгеяш-альная технологическая сзехз рекарбонизации с^сте,./. оборошшо водо-снабаення: ХЕС-тешообменная аппаратур3 <* ££ -центробагшьй!' нэесс; Ш -граЗафня;. ШХ-гДьшвая тр^<*а;ХШ1 -водсэтру1Е=ыЕ еЕектор; -котлоагрегаты.

Таблица 5,

Концентоация.вредаыЕ веществ-в щтошх. тазах котельнойДСК г.Кара-Валта (У). Е = аз м, .Д = .з,о м, V « но,аз. м /с,

^=130с, , V* 4.3 м/с •

"Количество1 вредных" вещесш,,выбрасывае№К в атмосферу

мг/ьг (т/год)

Компонент газовых выбросов ..

без "РЖ-

ЗС 23 ,

'сЖ

Твыбтзс

газозых'

ОЗ,

' 346с1210, 423 <31008,485 39с136,233

14С48,88Г

ЭХ, МО"

сох

Углеводороды

нефти Саза

збссггзз.зоз агсгэв.еоУ 12SC-.37.0S>

300с17в0.1тз 44С1зз,еаэ

■ 3, 42' 62,13 63,83

es.es ее. 34

Рис. ? . Пршзшпздьяая тегнг; огическая схема системы драготоышяя йЕ -шдачи важтаттай. змудьсш в котельной *хвба-«шй фзбрикгг г.Биниек: Г,П ~ филыры : грубой • очистки: Ш* 1У - шестеренчатые насосы; У,Я- РИА; Ш-бак для воды; УШ - .«азугояодохреватель; ЗХ - фильтр, тонкой, очистки; Г ~ 24 - задзижи {вентиля}: 25-31 -сйраишв шгашш^ '..•'•..'.

Таблкиа 5

КШцеЖрапия -вредных веществ -в-даюдаю газах котельной табачной фзбршя Г.Бшкек СЛ). Н- гг м, Д* о,е м.^о.азз м3/е,

V« г.г м/с

^олшеслво вредаж /веществ, • зыбраскваеьък з атмосферу

МГ/М3(Т/ГОД)

Компонент газовых, выбиосот

без И1А'

газовых ->

ко со

ггяеводороды рзйти

400 СЮ, 403 ' 50 С2,33> . 53 С1 , 7С} .

12СО С 31, К» 41 С1,073

зэо сю, ез> гЗ,ОСр,8ТЗ 35, ССО. Э15 ''

ЗООС7,333 ' 17С0.44-3

3,05 53,34 43.37

74.37 28-, 03