автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Очистка газовых выбросов ТЭС, работающих на жидком и твердом топливе, в аппаратах вихревого типа

На правах рукописи

ДМИТРИЕВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ ТЭС, РАБОТАЮЩИХ НА ЖИДКОМ И ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ, В АППАРАТАХ ВИХРЕВОГО ТИПА

Специальность 05. 14. 14 - Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань -2006

Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель наук РФ Николаев Николай Алексеевич

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор

Фафурин Виктор Андреевич кандидат технических наук Лившиц Семен Александрович

Ведущая организация

ПИ «Союзхимпромпроект»

Защита диссертации состоится «28» апреля 2006 года в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета К022.004.01 при Казанском научном центре Российской академии наук в зале заседания Ученого совета Исследовательского центра проблем энергетики КазНЦ РАН по адресу: Казань, ул. Сибирский тракт 34, корпус 4.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 420111, г. Казань, ул. Лобачевского, д. 2/31, а/я 190.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского научного центра Российской академии наук.

Автореферат разослан «_» марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук

Г.Р. Мингалеева

&006Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ1

Актуальность проблемы.

В связи с изменением современной конъюнктуры на рынке потребления основных видов энергетических ресурсов, таких как природный газ, нефть, уголь и др. наблюдается тенденция резкого увеличения потребления в качестве топлива крупных энергоблоков мазута, каменного угля и торфа. Это приводит к принципиальному изменению экологической обстановки в зоне ТЭС из-за значительного содержания серы и других вредных компонентах в этих видах топлива. Такая ситуация предполагает разработку в самые короткие сроки эффективных методов очистки газовых выбросов ТЭС, работающих на тяжелых видах топлива, как от серосодержащих газообразных компонентов, так и от органических соединений опасных для биосферы. Поэтому весьма актуальной проблемой является разработка технологических процессов очистки газовых выбросов ТЭС от вредных газообразных компонентов, а также от тонкодисперсных твердых взвесей.

Особенность таких процессов заключается в больших объемах газовых выбросов, превышающих в ряде случаев миллион кубометров в час. Применяемые в настоящее время аппараты, предназначенные для очистки газовых выбросов, не могут быть использованы из-за их низкой пропускной способности. Единственным типом аппаратов, позволяющим обеспечить заданные требования очистки газовых выбросов тепловых электростанций, работающих на тяжелом топливе, являются полые вихревые аппараты, обладающие высокой пропускной способностью, малыми габаритами и низким гидравлическим сопротивлением. Однако практическое использование вихревых аппаратов сдерживается отсутствием научно обоснованного метода их расчета, включающего как гидродинамические особенности их работы, так и кинетику хемосорбционной очистки.

Цель работы.

В непосредственные задачи исследования входило комплексное исследование гидродинамических характеристик и массопереноса в полых вихревых аппаратах:

- исследование динамики двухфазного газожидкостного потока в полых вихревых аппаратах;

- исследование кинетики массопереноса в условиях физической сорбции и хемосорбции диоксида серы из газовых выбросов;

- разработка математической модели процесса химической сорбции диоксида серы и проверка адекватности модели;

- разработка математической модели очистки газов от тонкодисперсной твердой взвеси.

Научная новизна.

- выполнены теоретические исследование динамики газожидкостного потока в полых вихревых аппаратах, предназначенных для очистки газовых вы-

1 В руководстве работы принимал участие д.т.н шд-

рей Николаевич

бросов ТЭС от диоксида серы, включающие закономерности движения капель жидкости и их траектории с использованием динамики сплошного потока и дисперсности жидкой фазы;

- на базе кинетических уравнений массопереноса при физической сорбции и уравнений материальных потоков проведена оценка эффективности поглощения диоксида серы в полых вихревых аппаратах на установках очистки газовых выбросов ТЭС;

- разработана математическая модель процесса химической сорбции диоксида серы с учетом кинетических закономерностей физической сорбции и химической кинетики при очистке газовых выбросов ТЭС;

- предложена математическая модель процесса очистки газовых выбросов тепловых электростанций от тонкодисперсной твердой взвеси.

Практическая значимость.

- разработана инженерная методика проектирования полых вихревых аппаратов, предназначенных для очистки газовых выбросов ТЭС от диоксида серы и тонкодисперсной твердой взвеси;

- предложена технология очистки газовых выбросов ТЭС от диоксида серы и дисперсной взвеси известково-гипсовым методом с использованием полых вихревых аппаратов;

- представлен экономический расчет предотвращенного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды выбросами ТЭС и оценка экономического эффекта от реализации полых вихревых аппаратов.

Личное участие диссертанта. Диссертантом лично получены следующие результаты: выполнены теоретические исследования динамики газожидкостного потока, в полых вихревых аппаратах, базирующихся на уравнениях движения жидкости и сплошного газового потока; разработана математическая модель физической и химической сорбции процесса очистки газовых выбросов ТЭС, а также разработана математическая модель процесса очистки от тонкодисперсной твердой взвеси. Отмеченные результаты получены непосредственно автором под руководством д.т.н., профессора Николаева Н.А. и д.т.н., профессора Николаева А.Н.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на: межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные процессы в области образования, науки и производства», г. Нижнекамск, 2004; ежегодной научной сессии КГТУ, г. Казань, 2003-2005; Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях», Казань 2005.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения и шести глав, вывода и списка литературы, состоящего из 199 наименований. Работа иллюстрирована 39 рисунками и содержит 11 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность разработки высокоэффективных мас-сообменных аппаратов с большой пропускной способностью.

В первой главе рассмотрен мониторинг выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников промышленных предприятий России. Перечислены основные источники выбросов, представлены количество и качество газовых выбросов энергетических установок. Проведен анализ способов очистки газовых выбросов от соединений серы и оксидов азота, позволяющих решать поставленную задачу. Рассмотрены аппараты для очистки газовых выбросов от газовых и дисперсных примесей.

Рис. 1. Полый вихревой аппарат (а), полый вихревой аппарат с дополнительной зоной очистки (б), двухступенчатый полый вихревой аппарат (в): 1 - корпус; 2 - патрубок входа газа; 3 - завихритель; 4 - узел ввода жидкости; 5 - патрубок отвода жидкости; 6 - выход газа, 7 - коллектор.

Во второй главе представлено обоснование выбора аппаратурного оформления комплексной очистки. Рассмотрены рабочие характеристики аппаратов вихревого типа и показано, что в них возможна совместная очистка газов от газообразных и дисперсных включений; они обладают большой пропускной способностью по газу, что даёт возможность очищать большие объёмы выбросных газов; позволяют создавать в аппарате высокую удельную площадь поверхности контакта фаз и добиваться высоких коэффициентов массоперено-са; они устойчиво работают в широких диапазонах рабочих нагрузок по газу и жидкости, имеют малые габариты и сравнительно простое конструктивное оформление (рис. 1). Большая скорость взаимодействующих потоков определяет интенсификацию тепло- и массообмена, а наличие вращательного движения обеспечивает надежную сепарацию жидкости от газа после контакта газовой и

а

б

в

дисперсной фаз; отсутствие движущихся внутренних устройств и сложного в обслуживании привода повышает надежность и ремонтопригодность аппаратов.

В том случае, когда длина аппарата, определяемая в том числе и потерей крутки потока, недостаточна для обеспечения заданной степени очистки, аппарат может быть составлен из двух и более ступеней (рис 1 в), обеспечивающих дополнительную закрутку газового потока, а также отвод жидкости насыщенной извлекаемым компонентом.

Третья глава посвящена рассмотрению результатов теоретических и экспериментальных исследований динамики двухфазных вихревых течений в полых аппаратах вихревого типа. Представлено описание структуры дисперсного потока (жидкости), а также методы оценки дисперсности и представлена динамика дисперсной фазы с учетом профилей скоростей газового потока в аппарате с учетом конструктивных параметров.

Выполнен анализ сил, действующих на каплю в вихревом потоке и представлена методика расчета движения потока капель в аппарате.

В четвертой главе представлен обзор кинетических моделей массопере-носа между газом, каплями жидкости и пленкой. Предложена математическая модель для случая физической сорбции с учетом реальных гидродинамических закономерностей в аппарате вихревого типа.

Математическая модель, позволяющая рассчитать изменение концентрации поглощаемого компонента в газовой и жидкой фазах по высоте аппарата, включает в себя следующую систему дифференциальных уравнений:

1(4) '

¿у/ ¥

X

с/

= -ЛГ<у», (О

+ + Ж<?/ ¥ + (й)£"</в)' (2)

Здесь X = Сш/1 - фактор массопередачи; = Ка^ГЮ - число единиц переноса для пленки; у/ = у - у*(ха), 4 = у*{х)~ .у *(дс0)- переменные; Ей -(ха - х0)/(х* (у)~ х0)~ эффективность по Хаузену для одиночной капли, £ = 11На - безразмерная проекция на ось аппарата; хл - конечная концентрация поглощаемого компонента в капле влетающей в пленку.

Уравнения (1) и (2) решается со следующими граничными условиями:

П-о = ¥н, = °) = = 0)/«у {а)Е^а. (3)

а

Эффективность массопереноса Ел в одиночных каплях определяется в результате численного решения системы уравнений движения капель в закрученном потоке газа совместно с уравнением массопереноса.

Эффективности по газовой и жидкой фазах определялись по формулам:

Р _ -Ро ~ л р _ *1 ~*о

ЬТС~-Ч» —ч-• (4)

Представлено экспериментальное исследование процесса абсорбции оксидов серы водой в аппарате вихревого типа.

Исследование массопереноса проводилось на системе диоксид серы - воздух - вода в моделях вихревого аппарата диаметром 100 и длиной контактной зоны 800 мм. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 2.

Воздух с диоксидом серы при температуре около 20°С подавался в полый вихревой аппарат 1 через ресивер 3 центробежным вентилятором 7. Расход воздуха измерялся с помощью трубки Пито-Прандтля 8, подключенной к наклонному дифференциальному манометру 9. Вода подавалась в аппарат через трубчатый ороситель диаметром 18 мм, имеющий отверстия диаметром 1,2 мм. Расход жидкости измерялся ротаметром 6. Расходы жидкости и газа в опытах задавались такими, чтобы скорость газа на входе в завихритель составляла 15 и 40 м/с, а соотношение массовых расходов жидкости и газа - 0,5; 1,0; 1,5; 2,0. Температура газа поддерживалась постоянной регулятором температуры 11.

Закрутка потока обеспечивалась тангенциально-лопаточным завихрителем, установленным в верхней части аппарата 1 и состоящим из 12 лопаток. Коэффициент крутки завихрителя составлял 2,17.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки: 1 - аппарат вихревого типа; 2 - хроматограф; 3 - ресивер; 4, 5 - пробоотборники; 6 - ротаметр, 7 - компрессор, 8 - трубка Пито-Прандтля, 9 - наклонный дифференциальный манометр, 10 - кран распределитель, 11 - регулятор температуры; 12 - ввод диоксида серы; 13 - дифманометр; 14 - баллон с диоксидом серы.

Определение концентрации диоксида серы до и после контактного устройства производилось методом хроматографии.

Концентрация диоксида серы на входе в аппарат определялась по формуле:

4,8 ,9,6

И

12

7

где {Ту02, Св03д - объемный расход диоксида серы и воздуха.

0,5 1 1,5 ¿«^

Рис. 3. Зависимость технологической эффективности по газу от величины LJGm при абсорбции диоксида серы водой при различной скорости потока газа на входе в аппарат. Сплошная линия - расчетные данные, точки - эксперимент. 1Увх, м/с: 1 - 15; 2 — 40.

Результаты экспериментов по водной абсорбции диоксида серы, полученных на описанной установке, представлены на рис. 3.

Результаты расчета технологической эффективности по газовой фазе по предложенной методике удовлетворительно согласуются с опытными данными.

Исследования показали, что использование воды для очистки газовоздушных выбросов энергоустановок от диоксида серы не обеспечивает необходимую эффективность процесса.

Некоторое повышение эффективности (на 10-15%) путем отвода пленки жидкости, образовавшейся на внутренней стенке аппарата, не решает поставленной задачи.

При увеличении отношения массовых расходов эффективность возрастает, однако при значениях !,„/(;„ > 2 ухудшается сепарация капель из-за снижения крутки газового потока и, как следствие, возможен повышенный унос жидкости. Попытка повысить эффективность очистки газа при водной абсорбции диоксида серы путем использования несколько последовательно установленных аппаратов оказывается экономически невыгодной.

В пятой главе представлена методика расчета полого вихревого аппарата при химической сорбции.

Рассмотрены основные стадии и механизмы массопереноса при абсорбции, сопровождаемой химической реакцией. Проведен анализ корреляций для расчета коэффициента ускорения хемосорбции. Рассчитаны коэффициенты массо-передачи в широком диапазоне нагрузок по газовой и жидкой фазам. Выявлено, что при поглощении сернистого ангидрида водным раствором извести сопротивление массопереносу сосредоточено в газовой фазе. Это исключает необходимость оценки эффективности массопереноса в жидкой фазе в связи с ускорением массопереноса за счет хемосорбента.

Рассматриваемая модель была использована для случая поглощения диоксида серы водными растворами извести и гидроксида натрия.

В основе предлагаемой методики лежит представление о том, что:

- поглощаемый компонент мгновенно реагирует с активной частью хемо-сорбента;

- при протекании реакции в массе жидкости на 1 моль 502 расходуется 1 моль ОН.

Это представление вполне подходит для описания процесса поглощения диоксида серы водными растворами Са{ОН)2 и НаОН, так как протекает мгновенная необратимая реакция, растворимость Са(ОН)2 в расчетах принимается равной 0,02 кмоль/м3, исходя из этого

Gy

dM„

dMf

G(y+dy)

Рис. 4. Схема потоков в выделенном элементе.

избыток ионов ОН равен 0,04 кмоль/м .

При построении математической модели в контактной зоне вихревого аппарата был выделен элемент объема с высотой </£ с поперечным сечением, равным поперечному сечению рабочей зоны аппарата. Количество жидкости, поступающей из оросителя в выделенный элемент

м: = (6)

Материальный баланс для выделенного элемента (рис. 4):

dM,

(7)

В математической модели начальная концентрация поглощаемого компонента в жидкости, поступающей на орошение аппарата, равна начальной концентрации активной части хемосорбента, но с противоположным знаком (ха = -хВо). Следовательно, количество вещества, переходящее через поверхность капель в выделенном элементе контактной зоны

Лшх

dMd = Ll{i)dZ \(xd + хв0 У(a)da.

(8)

«min

Gd4 Л

(9)

Здесь дс,; + Xßu - изменение концентрации поглощаемого компонента в капле. После преобразования было получено

dM „ _______ ..

Kd + ХВ0}

*min

Поскольку концентрация поглощаемого компонента в капле xd может иметь отрицательные значения ее необходимо определять на базе зависимостей:

dxd _ 6 dr а dx

Lä

т

л j при Xi >0, при ха <0.

(10) (П)

лм.

хлйЬ

¿а

Рис 5 Схема потоков в выделенном элементе пленке жидкости

В пленке жидкости был выделен кольцевой элемент высотой и поперечным сечением, равным поперечному сечению пленки. Материальный баланс для выделенного элемента (рис. 5) запишется

Ь{х{ + йМ} + хлйЬ - {ь} + ¿¿Х-*/ + dXf )> (12) где X/- текущая концентрация поглощаемого компонента

или хемосорбента; Ь^ = £ - расход жидкости в

о

пленке.

Средняя концентрация поглощаемого компонента в каплях, влетающих в пленку в выделенном элементе, при протекании химической реакции определяется соотношением:

хл

ата*

= + к («У«'

(13)

аяил

Количество компонента, поглощаемого элементом пленки жидкости, представлено функцией, зависящей от концентрации поглощаемого компонента в

/ Ч Ш,

газовой и жидкой фазах М/\х/,у)=—характер определения которой будет зависеть от значения х/.

мЛх/>у)=Нс/Ь>-тх/) придс/>0, (14)

М^х,^^^ прих/< 0, (15)

С учетом (8)-(11), (13)-(15) уравнения (7) и (12) для расчета эффективности полого аппарата вихревого типа при протекании химической реакции без учета продольного перемешивания запишутся:

= + хво\{а)Ла + М/(х/,у),

Л

йт1п

А

т

Ч атШ

\{а)Ла-х.

. (16)

Система уравнений (16) решается со следующими граничными условиями

апиис

£=0; у = Уош> х/= ](*</ +-^во к(аУя- О7)

"тт

Численное решение системы уравнения (19) с граничными условиями (17) проводилось четырехшашвым методом Рунге-Кутта на примере поглощения диоксида серы водным раствором извести. В результате определялись значения относительной концентрации У=1 — у/у0 поглощаем ого компонента в газовой фазе по высоте аппарата. Концентрация 502 в газовой фазе на входе в аппарат Уо была принята равной 5-10"5 кмоль/м3, так как концентрация диоксида серы в

отходящих газах ТЭС может достигать этого значения. Концентрация диоксида серы в жидкости дсь, поступающей на орошение аппарата, в расчетах равна нулю.

Рис. 6. Изменение относительной концентрации поглощаемого компонента в газовой фазе и средней движущей силы по высоте аппарата в зависимости от отношения массовых расходов. Ди = 0,3 м; На = 0,8 м; А = 2,17; = 30 м/с; X = 1,08; уо = 5-10'5 кмоль/м3; хт = 0,04 кмоль/м3; ив„: 1 - 0,5; 2 - 1; 3 - 1,5; 4 - 2.

В результате численного исследования процесса хемосорбции было выявлено, что с увеличением отношения массовых расходов жидкой и газовой фаз увеличивается как эффективность аппарата, так и средняя движущая сила (рис. 6). Увеличение эффективности поглощения диоксида серы при протекании химической реакции по сравнению с физической сорбцией объясняется тем, что в аппарате вихревого типа исключается процесс десорбции из пристенной пленки жидкости. Поглощение пленкой жидкости происходит при большой движущей силе массообмена (относительное значение которой может достигать единицы (рис. 6)), а коэффициенты массоотдачи в пленке, обусловленные большой степенью перемешивания жидкости, более чем на порядок превышают коэффициенты массоотдачи в каплях жидкости, массоперенос в которых определяется в основном молекулярной диффузией.

Если при физической сорбции на эффективность процесса влияет только начальная концентрация поглощаемого компонента в жидкости, то при абсорбции с химической реакцией эффективность существенно зависит как от концентрации хемосорбента в жидкости, поступающей на орошение (рис. 7), так и от начальной концентрации поглощаемого компонента в газовой фазе (рис. 8).

При хемосорбции в данном аппарате вихревого типа диоксид серы поглощается в основном пленкой жидкости.

Рис. 7. Изменение относительной концентрации поглощаемого компонента в газовой фазе по высоте аппарата в зависимости от начальной концентрации хемосорбента. Dm = 0,3 м; На = 0,8 м; А = 2,17; WK = 30 м/с; X = 2,17; LJGm = 2;у0 = 5-Ю'5 кмоль/м3; хво, кмоль/м3:1 - 0; 2 - 0,01; 3 - 0,02; 4 - 0,04.

Расчеты для различных диаметров аппаратов (до 0,8 м) показали, что эффективность не зависит от указанного параметра. Несмотря на то, что относительная движущая сила массообмена снижается при увеличении скорости газа (из-за уменьшения времени пребывания газа в аппарате), влияние скорости на технологическую эффективность в газовой фазе весьма незначительно, так как увеличивается коэффициент массопередачи.

Рис. 8. Изменение относительной концентрации поглощаемого компонента в газовой фазе высоте аппарата в зависимости от начальной концентрации 50г в газовой фазе. Ди = 0,3 м; На = 0,8 м; А = 2,17; = 30 м/с; Я = 1,08; Ыв„ = 1; Хво = 0,04 кмоль/м3; у о, кмоль/м3: 1 - 10^; 2-0,5-10^; 3-0^5-Ю"4.

При достаточно больших значениях LJGm эффективность становится равной единице раньше, чем газовая фаза пройдет через всю высоту рабочей зоны аппарата.

На рис. 6-8 можно заметить, что при определенных условиях возможен избыток хемосорбента. В связи с этим были выполнены расчеты технологических параметров, в частности Хво, Jo и LJGm, позволяющие исключить повышенный расход хемосорбента (рис. 9). Кривые на рис. 9 получены при эффективности аппарата по газовой фазе Етс = 0,970,99.

Следует отметить, что расчетные результаты, полученные для рассматри-

ваемого аппарата в условиях протекания реакции в жидкой фазе при хво = 0 кмоль/м3, совпадают с результатами, полученными при физической сорбции при х0 = 0 кмоль/м3.

0,5 1 1,5 Ьт/вт

Рис. 9. График оптимального соотношения начальных концентраций хемосорбента в жидкой фазе и диоксида серы в .-азовой фазе. Да„ = 0,3 м; Н„ = 0,8 м; А = 2,17; 30 м/с.

В шестой главе рассмотрены механизмы осаждения взвешенных в газах частиц. Выявлено, что для аппаратов вихревого типа доминирующим механизмом осаждения взвешенных частиц на капли является инерционный.

При математическом описании в зоне перекрестного взаимодействия фаз (рис. 10) был выделен элементарный объем с радиусом г, со сторонами поперечного сечения йг и йг. Изменение количества дисперсной фазы в выделенном элементе газового потока

Ш = -2л\¥,—г<1г(11. дг

(18)

1 Iе

1 г и-к йг

1 с+</с

Лъ

Рис. 10. Схема движения потоков

Изменение количества дисперсной фазы в

газовом потоке обусловлено захватом частиц

каплями жидкости и определяется суммарной

площадью миделева сечения капель эффект г в аппарате вихревого типа в вы-

тивностью захвата частиц одиночной каплей деленном элементе.

и скоростью относительного движения частиц и капли

= (19)

Суммарная площадь миделева сечения капель связана с массой капель в выделенном элементарном объеме

3

аРй= —тл.

2рьа

Масса капель на участке аппарата высотой Аг\

ЛЬ

Лги,

йгйг.

(20)

(21)

Приравнивая выражения (18) и (19) и с учетом выражений (20), (21) можно получить:

1 дс

V отн Чяк

(22)

с дг 4лр1Наа №ги, г

После интегрирования данного уравнения с начальными условиями с = с0 и г ~ ¡о получим:

с и

1п ± =

Чяк

Vги,

(г-г0).

(23)

где В = -

31»

4я/)1Ява

С учетом того, что эффективность пылеулавливания определяется по зави симости ц - 1 - С]/ео, для участка аппарата высотой Лг можно записать:

8 0«/2 Г «/,=!-—2 \ геЩ-В-

'а яа

ил

и,\Угг

Чм**

(24)

Полная эффективность аппарата определяется по формуле:

? = 1-П(1-и). (25)

/=1

Эффективность процесса инерционной сепарации не зависит от концентрации частиц в газовой фазе на входе в аппарат. Количество дисперсной фазы, улавливаемое жидкостью, зависит от числа капель в слое и их поверхности, следовательно, определяется расходом жидкости, размером капель и скоростью их движения, таким образом, эффективность пылеочистки существенно зависит от расхода жидкой фазы (рис. 11).

Рис. 11. Фракционная эффективность очистки газовых выбросов, а = 0,4 мм;

Dm = 0,2 м; Wn = 30 м/с; Az = 10 мм; LJGm\ 1 - 1,2 - 1,5; 3 - 2.

Основные условные обозначения:

а - диаметр капли; А = WJW^ - коэффициент крутки завихрителя; с - концентрация частиц в газовой фазе; Dan - диаметр аппарата; Etc ~ общая эффективность очистки; m - константа фазового равновесия; Rop - радиус оросителя; г - текущий радиус аппарата; L - общий объемный расход жидкости, поступающей на орошение аппарата; и/я) - функция распределения капель по размерам; /(f)- функции распределения вытекающей из оросителя жидкости; pit)- функция распределения пленки по высоте аппарата; На - высота рабочей зоны аппарата; W - скорость газа; U - скорость между газом и каплей; т - время пребывания капель в аппарате; у - объемная мольная концентрация поглощаемого компонента в газовой фазе; х - объемная мольная концентрация поглощаемого компонента в жидкой фазе.

Индексы: 0 - начальное значение; г - проекция на радиус; z - проекция на ось аппарата; q> - тангенциальная составляющая; L - жидкая фаза; G - газовая фаза; d - капля; /- пленка; m - массовый расход.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Представлен анализ методов комплексной очистки газовых выбросов ТЭС, работающих на мазуте, угле и торфе, как от диоксида серы, так и от твердой дисперсной взвеси; показано, что наиболее экономически выгодным являет-

ся известково-гипсовый метод.

2. Отмечается, что наиболее перспективным типом аппаратов для реализации эффективной комплексной очистки крупнотоннажных газовых выбросов, работающих на тяжелых видах топлива являются полые вихревые аппараты.

3. Выполнен комплекс теоретических исследований динамики двухфазного газожидкостного потока в полых вихревых аппаратах на основе закономерностей газодинамических характеристик и экспериментальных исследований дисперсной структуры жидкости, а также физических свойств взаимодействующих сред.

4. Представлена математическая модель массопереноса в газожидкостном потоке в условиях физической сорбции диоксида серы, включающее уравнение кинетики процесса и уравнение материального баланса.

5. Разработка математической модели процесса хемосорбционной очистки газовых выбросов ТЭС от диоксида серы известково-гипсовым методом с использованием математической модели физической сорбции и кинетики химического процесса.

6. Выполнена оценка адекватности предложенной математической модели химической сорбции диоксида серы на основе привлечения экспериментальных результатов из литературных источников.

7. Выполнены исследования очистки газовых выбросов ТЭС от тонкодисперсной твердой взвеси, позволяющие рекомендовать технологические параметры процесса, обеспечивающие заданную эффективность.

8. Разработана инженерная методика расчета и проектирования полых вихревых аппаратов для комплексной очистки газовых выбросов ТЭС, от диоксида серы и тонкодисперсной твердой взвеси, использующих в качестве топлива мазут и каменный уголь.

9. Представлен экономический расчет предотвращенного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды выбросами ТЭС и оценка экономического эффекта от реализации полых вихревых аппаратов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н., Николаев H.A. Очистка газовых выбросов промышленных установок в аппаратах с интенсивным гидродинамическим режимом // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные процессы в области образования, науки и производства», г. Нижнекамск, 2004. С. 203-206.

2. Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н., Николаев А.Н. Способы снижения содержания оксидов азота в газах теплоэлектростанций // Деп. в ВИНИТИ, per. № 789-В2004,12.05.04. 16 с.

3. Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н., Багаутдинов Н.И, Николаев А.Н. Методы очистки газовых выбросов теплоэлектростанций от диоксида серы // Деп. в ВИНИТИ, per. № 819-В2004, 14.05.04. 17 с.

4. Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н., Багаутдинов Н.И, Николаев А.Н. Закономерности массопереноса в вихревом аппарате при физической сорбции // Деп. в ВИНИТИ, per. № 820-В2004,07.09.04.22 с.

5. Смолин Д.В., Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н., A.A. Динам^й1^-7 дисперсной жидкой фазы в вихревых аппаратах // Деп. в ВИНИТИ, per. № 1451-В2004,07.09.04.13 с.

6. Смолин Д.В., Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н., Овчинников A.A. Анализ дисперсности жидкой фазы в вихревых аппаратах // Деп. в ВИНИТИ, per. № 1450-В2004,07.09.04. 6 с.

7. Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н., Николаев H.A. Динамика сплошной фазы в аппаратах вихревого типа, предназначенных для комплексной очистки газовых выбросов промышленных предприятий // Известия вузов. Химия и химическая технология, Т. 47, № 10,2004. С. 85-88.

8. Николаев А.Н., Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н. Очистка газовых выбросов ТЭС, работающих на твердом и жидком топливе. Казань: ЗАО «Новое знание», 2004.136 с.

9. Николаев А.Н., Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н. Математическое моделирование массообменных процессов в полых вихревых аппаратах // 18-ая международная конференция «Математические методы в технике и технологи- * ях», Т. 3, Казань 2005. С. 111-115.

10. Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н., Николаев H.A. Очистка газовых выбросов ТЭС, работающих на серосодержащем топливе // Промышленная энергетика, №5, 2005. С. 42-45.

11. Дмитриев A.B., Николаев А.Н., Николаев H.A., Латыпов Д.Н. Очистка газовых выбросов ТЭС в аппаратах вихревого типа // Промышленная энергетика, № 3, 2006. С. 46-49.

Соискатель A.B. Дмитриев

Лицензия ПД № 7-0157 от 21.05.2001г.

Подписано в печать 21.03.2006. Формат 60x84 1/16. Тираж 100 экз. Бумага офсетная. Объем 1,0 п.л. Заказ № 03/409. Печать ризографическая.

Отпечатано с готового оригинал-макета в ООО "ДИАЛОГ-КОМПЬЮТЕРС" Казань, Космонавтов, 41, офис 3. Тел. 295-10-19

Введение

ГЛАВА 1. Методы очистки газовых выбросов от вредных газообразных примесей

1.1. Объемы и состав газовых выбросов энергетических установок

1.2. Методы очистки газовых выбросов от вредных газообразных примесей

1.3. Оборудование, применяемое для очистки газовых выбросов

1.4. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. Полые вихревые аппараты с распылением жидкой фазы; принципы работы и допустимые нагрузки

ГЛАВА 3. Динамика потоков в полых вихревых аппаратах

3.1. Газодинамика полых вихревых аппаратов

3.2. Дисперсный состав жидкой фазы

3.3. Анализ сил действующих на капли в вихревом потоке

3.4. Закономерности движения капель

ГЛАВА 4. Физическая сорбция газов в аппаратах с диспергированной жидкой фазой

4.1. Закономерности массопереноса между газом и жидкостью

4.1.1. Массоперенос от газа к каплям жидкости

4.1.2. Массоперенос от газа к пленке жидкости

4.1.3. Массоперенос в дисперсной фазе

4.1.4. Массоперенос в пленке жидкости

4.2. Математическая модель процесса физической сорбции в вихревом аппарате

4.3. Результаты экспериментальных исследований эффективности процесса физической сорбции

4.4. Проверка адекватности модели процесса физической сорбции

4.5. Расчет эффективности полых аппаратов вихревого типа

ГЛАВА 5. Химическая сорбция компонентов газовых выбросов энергетических установок

5.1. Кинетические закономерности при очистке газовых выбросов хемосорбционными методами

5.2. Особенности массопереноса при химической сорбции

5.3. Расчет эффективности очистки при химической сорбции

ГЛАВА 6. Пылеочистка в полом вихревом аппарате

6.1. Механизм взаимодействия твердой фазы с каплями жидкости

6.2. Математическая модель процесса пылеулавливания в полом вихревом аппарате

В связи с изменением современной конъюнктуры на рынке потребленияосновных видов энергетических ресурсов, таких как природный газ, нефть,уголь и др. наблюдается тенденция резкого увеличения потребления в качестве топлива крупных энергоблоков мазута, каменного угля и торфа. Этоприводит к принципиальному изменению экологической обстановки в зонеТЭС из-за значительного содержания серы и других вредных компонентов вэтих видах топлива. Такая ситуация предполагает разработку в самые кротчайшие сроки эффективных методов очистки газовых выбросов ТЭС, работающих на тяжелых видах топлива, как от серосодержащих газообразныхкомпонентов, так и от органических соединений опасных для биосферы. Поэтому весьма актуальной проблемой является разработка технологическихпроцессов очистки газовых выбросов ТЭС от вредных газообразных компонентов, а также от тонкодисперсных твердых взвесей.Особенность таких процессов заключается в больших объемах газовыхвыбросов, превышающих в ряде случаев миллион кубометров в час. Применяемые в настоящее время аппараты, предназначенные для очистки, не могутбыть использованы из-за низкой пропускной способности по газу. Единственным типом аппаратов позволяющим обеспечить заданные требованияочистки являются полые вихревые аппараты, обладающие высокой пропускной способностью, малыми габаритами и низким гидравлическим сопротивлением.

Основные выводы и результаты работы

1. Представлен анализ методов комплексной очистки газовых выбросов ТЭС, работающих на мазуте, угле и торфе, как от диоксида серы, так и от твердой дисперсной взвеси; показано, что наиболее экономически выгодным является известково-гипсовый метод.

2. Отмечается, что наиболее перспективным типом аппаратов для реализации эффективной комплексной очистки крупнотоннажных газовых выбросов, работающих на тяжелых видах, топлива являются полые вихревые аппараты.

3. Выполнен комплекс теоретических исследований динамики двухфазного газожидкостного потока в полых вихревых аппаратах на основе закономерностей газодинамических характеристик и экспериментальных исследований дисперсной структуры жидкости, а также физических свойств взаимодействующих сред.

4. Представлена математическая модель массопереноса в газожидкостном потоке в условиях физической сорбции диоксида серы, включающее уравнение кинетики процесса и уравнение материального баланса.

5. Разработана математическая модель процесса хемосорбционной очистки газовых выбросов ТЭС от диоксида серы известково-гипсовым методом с использованием математической модели физической сорбции и кинетики химического процесса.

6. Выполнена оценка адекватности предложенной математической модели химической сорбции диоксида серы на основе привлечения экспериментальных результатов из литературных источников.

7. Выполнены исследования очистки газовых выбросов ТЭС от тонкодисперсной твердой взвеси, позволяющие рекомендовать технологические параметры процесса, обеспечивающие заданную эффективность.

8. Разработана инженерная методика расчета и проектирования полых вихревых аппаратов для комплексной очистки газовых выбросов ТЭС, от диоксида серы и тонкодисперсной твердой взвеси, использующих в качестве топлива мазут и каменный уголь.

9. Представлен экономический расчет предотвращенного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды выбросами ТЭС и оценка экономического эффекта от реализации полых вихревых аппаратов.

1. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОКЛАД за 2003 год.

2. Крейнин Е.В., Михалина Е.С. Выбросы в атмосферу в электроэнергетике // Экология и промышленность России, 2002. декабрь. С. 9-13.

3. Бретшнайдер Б., Курфюст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений: Технология и контроль. Л.: Химия, 1989. 288 с.

4. Белосельский Б.С. Пути и перспективы защиты атмосферы от вредных газовых выбросов тепловых электростанций // Еженедельная электронная газета РАО «ЕЭС РОССИИ», 1998. N 7 (131).

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

6. Резенкноп З.П. Извлечение двуокиси серы из газов. М.: Госхимиздат, 1952. 192 с.

7. Мухутдинов А.А. Очистка газов от диоксида серы и оксидов азота. Казань: КГТУ, 1996. 64 с.

8. Кутепов A.M., Рудов Г.Я. Исследование совместного процесса пылеочист-ки, тепло- и массообмена применительно к аппаратуре для очистки и регенерации тепла дымовых газов энергетических установок // Хим. пром., 1994. № 8 С. 499-502.

9. Малыгин Е.Н., Немтинов В.А., Немтинова Ю.В. Автоматизированный синтез системы очистки газовых выбросов для многоассортиментных химических производств // Теор. основы хим. технологии, 2003. Т. 37. № 6.1. С. 653-660.

10. Roland von Glasow. Modeling the gas and aqueous phase chemistry of the marine boundary layer // Dissertation zur Erlangung des Grades , "Doktor der Naturwissenschaften". Mainz, 2000.

11. Sievering H., et al. Ozone oxidation of sulfur in sea-salt aerosol particles during the Azores Marine Aerosol and Gas Exchange experiment // J. Geophys. Res., 1995. № 100. P. 23075-23081.

12. Andrews J. E. et al. An Introduction to Environmental Chemistry. Blackwell: Science, 1996.

13. Chang, C., Rochelle G.T. S02 Absorption into NaOH and Na2S03 Aqueous Solutions. // Industrial Eng. Chem. Fundamental, 1985. № 24. P. 7-11.

14. Глебов В.П. Управление выбросами тепловых электростанций ГОЭЛРО до наших дней // Электрические станции. 2000. № 12.

15. Мингалеева Г.Р. Современные методы очистки вредных выбросов и сточных вод тепловых электростанций. Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2002. 125 с.

16. Глебов В.П., Тумановский А.Г. Нормативно-техническая и технологическая база природоохранной деятельности в теплоэнергетике // Российский химический журнал, 1997. № 6. С. 45-53.

17. Энан А.А. и др. О сорбции S02 водно-глицериновыми растворами уротропина//Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 1993. Т. 16. № 3. С. 71-75.

18. Гавриленко М.И., Сохраненко Г.П., Литвиненко Н.В. Взаимодействие в трехкомпонентной системе S02-C(,H\2N^-H20 5 °С // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 2001. Т. 44. № 4. С. 115-116.

19. Janssen A.J.H., Ruitenberg R. and Buisman C.J.N. Industrial applications of new sulphur biotechnology // Water Science and Technology, 2001. V. 44. № 8. P. 85-90.

20. Гетманов E.A., Саламов A.A. Экологически чистые технологии использования угля в Чешской республике // Теплоэнергетика, 2000. № 10.

21. Скворцов Г.А., Зайцев П.М., Классен П.В. Системы пылегазоочистки дымовых газов мусоросжигательных заводов // Хим. пром., 1999. № 12.1. С. 782-785.

22. Cornelis A. P., Zevenhoven, K. Patrik Yrjas and Mikko M. Hupa. Product Layer Development during Sulfation and Sulfidation of Uncalcined Limestone Particles at Elevated Pressures // Ind. Eng. Chem. Res., 1998. V. 37.1. P. 2639-2646.

23. U.S. Department of Energy. Integrated Dry NOJSO2 Emissions Control System A DOE Assessment, 2002. October.

24. Ахметов H.C. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1998. 743 с.

25. SO2 removal plant Mitsubishi heavy industries, L.t.d. Проспект фирмы "Mitsubishi shoju Raisha" на Международной выставке "Химия-70", (DA-251(1.0) 67-July-N-N).

26. Семенова Т.А. и др. Очистка технологических газов. М.: Химия, 1969.392 с.

27. Bie'n J.D., Bie'n J.B. and Nowak W. Combustion of char received after sewage sludge pyrolysis in the circulating fluidized bed // Journal of the Chinese Institute of Chem. Eng., 2001. V. 32. № 5. P. 415-418.

28. Ar I., Balci S. Sulfation reaction between SO2 and limestone: Application of deactivation model // Chem. Eng. and Processing, 2002. V. 41. № 2. P. 179-188.

29. Белевицкий A.M. Проектирование газоочистительных сооружений. JI.: Химия, 1990. 423 с.

30. Караваев М.М., Иванов Ю.А. Гетерогенное окисление молекулярного азота нитрозных газов // Хим. пром., 1999. № 8. С. 484-488.

31. Беспалов А.В., Бесков B.C., Бровкин А.Ю. Очистка отходящих газов ТЭС в неподвижном организованном катализаторном слое // Хим. пром., 1999. № 6. С. 379-382.

32. Моисеев М.М. и др. Адсорбционно-каталитическая очистка отходящих газов от оксидов азота // Хим. пром., 1998. № 7. С. 415-420.

33. Кузьмичева Е.Л. Разработка катализатора очистки азотосодержащих газовых выбросов // Хим. пром., 1999. № 5. С. 303-305.

34. Махоткин А.Ф., Орлова О.И. Разработка технологии каталитической очистки дымовых газов на Набережночелнинской ТЭЦ // Вестник Татэнерго. 2002. № 10. С. 38-41.

35. Abbatt J.P.D. and Waschewsky G.C.G. Heterogeneous interactions of HOBr, HNO3, O3 and N02 with deliquescent NaCl aerosols at room temperature // J. Phys. Chem., 1998. № 102. P. 3719-3725.

36. Кужекин И.П. и др. К вопросу использования наносекундной стримерной короны для очистки топочных газов ТЭЦ от оксидов серы и азота // XXX Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, Звенигород. 2003. Февраль.

37. Омельченко Ю.М. и др. Очистка отходящих газов от оксидов серы и азота с использованием углеродистых адсорбентов // Теплоэнергетика, 1998.12.

38. De Santis F. and Allegrini I. Heterogeneous reactions of S02 and N02 on carbonaceous surfaces 11 Atmos. Environ., 1992. № 16. P. 3061-3064.

39. Галустов B.C. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. М.: Энергоатомиздат, 1989. 240 с.

40. Дубинская Ф.Е., Лебедюк Г.К. Скрубберы Вентури. Выбор, расчёт, применение, обзорная информация. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. 60 с.

41. Леонтьев В.К. и др. Определение эффективности газожидкостных эжек-ционных аппаратов // Теор. основы хим. технологии, 2003. Т. 46. № 9.1. С. 123-125.

42. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю. Подготовка промышленных газов к очистке. М.: Химия, 1975.216 с.

43. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. 656 с.

44. Конобеев Б.И., Малюсов В.А., Жаворонков Н.М. Изучение плёночной абсорбции при высоких скоростях газа // Хим. пром., 1961. № 7. С. 475-481.

45. Николаев Н.А., Жаворонков Н.М. Плёночная абсорбция двуокиси углерода при высоких скоростях газа в режиме нисходящего прямотока // Хим. пром., 1965. № 4. с. 290-293.

46. Щербаков В.Н. Изучение гидродинамических закономерностей движения двухфазного потока в цилиндрических каналах: Дисс. канд. техн. наук. Казань. 1975.

47. Дубков И.А., Николаев Н.А. Оценка пылегазовых выбросов энергетических установок // Проблемы энергетики, 2002. № 9-10.

48. Сабитов С.С. и др. Вихревые массообменные аппараты // Вестник техн. и эконом, информ. М.: НИИТЭХИМ, 1981. № 3. С. 185-188.

49. Савельев Н.И., Николаев Н.А. Математическое описание и анализ закономерностей массообмена в контактных устройствах с прямоточно-закрученным движением потоков // Теор. основы хим. технологии, 1989.1. Т. 23. №4. С. 435-444.

50. Николаев Н.А., Сабитов С.С., Савельев Н.И. Эффективность ступеней аппаратов с прямоточно-вихревыми контактными устройствами // Машины и аппараты хим. технологии, 1977. № 5. С. 11-14.

51. Латыпов Д.Н., Николаев А.Н. Динамика двухфазного течения в вихревых аппаратах, предназначенных для комплексной очистки газовых выбросов энергетических установок, работающих на твердом топливе. Часть 1 // Проблемы энергетики, 2003. № 3-4. С. 13-21.

52. Вулис Л.А., Устименко Б.П. Об аэродинамике циклонной топочной камеры // Теплоэнергетика, 1951. № 9. С. 19-22.

53. Латыпов Д.Н., Николаев А.Н. Динамика двухфазного течения в вихревых аппаратах, предназначенных для комплексной очистки газовых выбросов энергетических установок, работающих на твердом топливе. Часть 2 // Проблемы энергетики, 2003. № 5-6. С. 36-40.

54. Ахмедов Р.Б. Аэродинамика закрученной струи. М.: Энергия, 1977. 240 с.

55. Матур М., Маккалум Н. Закрученные воздушные струи, вытекающие из лопаточных завихрителей // Экспресс инф., сер. Теплоэнергетика, 1967. 41. Реф. 156. С. 1-42.

56. Хигир, Червинский. Экспериментальное исследование закрученного вихревого движения в струях // Труды ASME, сер. Д, Теоретические основы инженерных расчетов, 1967. Т. 34. С. 208-216.

57. Устименко Б.П., Ткацкая О.С. Аэродинамика закрученной струи // В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Алма-Ата: Наука, 1970. Вып. 6. С. 211-216.

58. Крашенинников С.Ю. Исследование затопленной воздушной струи при высокой интенсивности закрутки // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа, 1971. №6. С. 148-154.

59. Калашников В.Н., Райский Ю.Д., Тункель JI.E. О возвратном течении закрученной жидкости в трубе // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа, 1970. № 1.С. 185-187.

60. Щукин В.К., Халатов А.А. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесиметричных каналах. М.: Машиностроение, 1982. 200 с.

61. Lopes J.C.B., Dukler А.Е. Droplet Entrainment in Vertical Flow and Its Contribution to Momentum Transfer // AIChE Journ., 1986. V. 32. P. 1500-1507.

62. Овчинников А.А., Николаев H.A., Сабитов C.C. Конструирование и расчёт массообменных аппаратов вихревого типа. Руководство по курсовому проектированию. Казань, 1980. 35с.

63. Lopes J.C.B., Dukler А.Е. Droplet Dynamics in Vertical Gas-Liquid annular // AIChE Journ., 1987. V. 33. P. 1013-1019.

64. Николаев H.A. и др. Закономерности дробления жидкости на капли в вихревых контактных устройствах массообменных аппаратов. // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология., 1976. Т. 19. № 11. С. 1772-1776.

65. Хьюитт Дж., Холл-Тейлор Н. Двухфазные кольцевые течения. М.: Энергия, 1974. 408 с.

66. Гусейнов Ч.С., Асатурян А.Ш. Определение модального размера капель в двухфазном турбулентном потоке // Журнал прикладной химии, 1977. Т. 50. № 4. С. 848-852.

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

68. Охотский В.В. Гидродинамические процессы с участием капель // Теор. основы хим. технологии, 2002. Т. 36. № 1. С. 18-24.

69. Охотский В.Б. Гидродинамика распылительных процессов // Теор. основы хим. технологии, Т. 38. № 3. С. 258-260.

70. Кутепов A.M., Латкин А.С., Потапов В.В. Движение и массообмен капли жидкости в закрученном потоке геотермальной среды // Теор. основы хим. технологии, Т. 34. № 2. С. 152-159.

71. Протодьконов И.О., Ульянов С.В. Гидродинамика и массообмен в дисперсных системах жидкость-жидкость. Л.: Наука, 1986. 272 с.

72. Hinze J.O. Forced deformation of viscous liquid globules // Appel. Sci. Res., 1948. V. l.P. 263.

73. Бухман С.В. Экспериментальное исследование распада капель. Вести. АН КазССР, 1954. № Ц.

74. Клячко Л.А. К теории дробления капель потоком газа // Инженерный журнал, 1963. Т. 3. № 3. С. 554-557.

75. Гордин К.А., Истратов А.Г., Либрович В.Б. К кинетике деформации и дробления жидкой капли в газовом потоке // Изв. АН СССР. МЖГ, 1969. № 1.С. 1-8.

76. Волынский М.С. О дроблении капель в потоке воздуха // Докл. АН СССР, 1948. Т. 12. В. 3.

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

78. Wicks М., Dukler А.Е. In sit measurements of drop size distribution in two-phase flow. A new method for electrically conduction liquids. Paper presented at International Heat Transfer Conference, Chicago, 1966.

79. Лышевский A.C. Процессы распыливания топлива дизельными форсунками. М.: Машгиз. 1963.

80. Басина И.П. Тонконогий А.В. О горении и сепарации частиц топлива в циклонной топке // Изв. АНКазССР, 1957. № 1.С. 166-171.

81. Латкин А.С. Вихревые процессы для модификации дисперсных сред. Владивосток: ДВОРАН, 1998.

82. Курмангалиев М.Р., Зубова Н.А. О движении горячей частицы натурального твердого топлива в циклонной камере при «хордальном вводе» // Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Алма-Ата: Наука, 1971. № 7. С. 220-225.

83. Латкин А.С., Сажин Б.С., Шевкун Е.Б. Пылеулавливание при бурении. М.: Наука. 1992.

84. Reinhart A. Das verhalten fallender Tropfen // Chem. Ingr. Techn., 1964. V. 36. № 7. P. 740-746.

85. Hughes R.R., Gilliland E.R. The mechanics of drops // Chem. Eng. Progr., 1952. V. 48. № 10. P. 497-504.

86. Вязовкин E.C., Николаев H.A., Николаев A.M. Экспериментальное изучение движения капель жидкости в аппаратах вихревого типа с осевыми за-вихрителями // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 1972. Т. 15. № 7. С. 1100-1104.

87. Бусройд Р. Течение газа со взвешенными частицами. М.: Мир. 1975. 379 с.

88. Броунштейн Б.И., Фишбейн Гидродинамика, массо- и теплообмен дисперсных системах. Л.: Химия, 1977. 280 с.

89. Протодьяконов И.О., Чесноков Ю.Г. Гидромеханические основы процессов химической технологии. Л.: Химия, 1987. 360 с.

90. Клячко Л.С. // Отопление и вентиляция. 1934. № 4.

91. Вахрушев И.А. Общее уравнение для коэффициента лобового сопротивления частиц различной изометрической формы при относительном движении в безграничной среде // Хим. пром., 1965. № 8. С. 614-617.

92. Schiller L., Naumann А. // Z. Ver. Deut. Ing. 1933. V. 77. P. 318-404.

93. Langmuir I., Blodgett K. // Army and Air Force Techn. Reports (USA). 1948. P. 5418.

94. Олевский В.A. // Сборник научно-исследовательских работ Научно-исследовательского и проектного института механической выработки полезных ископаемых. 1953. № 8. С. 7-43.

95. Serafmi J.S. //NASA Techn. Report. 1954. P. 1159.

96. Kaskas A. // Thesis Chair for thermodynamic und Verfahreustechnik der Tech., Univ. Berlin, 1964. P. 218.

97. Dellavalle J.M. Micrometrics. N.-Y.; Pitman. 1948.

98. Ingebo R.D. //NASA Techn. NOTE 3762. 1956.

99. Basset A.B. A Treatise on Hydrodynamics. Cambridge-Deighton-Bell, 1888. N.-Y.: Dover Publ. 1961. V. 2. Ch. 5.

100. Lunnon R.G. Fluid resistance to moving spheres // Proc. Royal Soc. (London), Ser. A. 1928. V. 118. P. 680-694.

101. Сэффмен П.Г. Подъемная сила малой сферы при медленном течении сдвига // Механика, 1966. № 2. С. 624-632.

102. Овчинников А.А., Николаев Н.А. Движение частиц в вихревом газовом потоке с большим градиентом скорости // Теор. основы хим. технологии, 1973. Т. 7. №5. С. 792-794.

103. Анаников С.В., Талантов А.В., Давитулиани В.В. Приближенная оценка коэффициента реактивности при движении испаряющейся капли топлива в потоке газа // Изв. ВУЗов. Авиационная техника, 1972. № 4. С. 82-85.

104. Анаников С.В., Талантов А.В. Испарение капли топлива в ламинарном потоке газа // Физика горения и взрыва. Новосибирск: Наука, 1973. С. 849-855.

105. Лагуткин М.Г., Баранов Д.А. Оценка действия силы Кориолиса в аппаратах с закрученным потоком // Теор. основы хим. технологии, 2004. Т. 38. № 1.С. 9-13.

106. Лейбензон Л.С. Об испарении капли в газовом потоке // Изв. АН СССР. Сер. географическая и геофизическая, 1940. № 3. С. 285-304.

107. Frossling N. Uber die verdunstung fallender Tropfen // Gerlands Beitr. Z. Geophys, 1938. V. 52. P. 170-216.

108. Ranz W.E., Marshall W.R. Evaporation from drops. Part 2 // Chem. Eng. Progr., 1952. V. 48. № 4. P. 173-180.

109. Hughmark G.A. // Int. J. Heat and Mass Transfer, 1970. V. 13. № 3. P. 651-653.

110. Sricrishna M., Sivaji K., Narasimhamurty G.S.R. Mechanics of liquid drops in air// Chem. Eng. Journ., 1982. V. 24. № 1. P. 27-34.

111. Rowe P.N., Claxton K.T., Lewis J.B. Heat and mass transfer from a single sphere in an extensive flowing fluid // Trans. Inst. Chem. Eng., 1965. V. 48. № 1. P. 14-31.

112. Айнштейн В.Г. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Книга 1. М.: Логос; Высшая школа, 2002. 912 с.

113. Кирюхин Б.В. Испарение капель воды и водных растворов солей // Труды научно-исследовательских учреждений ГУГМС СССР. Метеорология, Сер. 1, 1945. В. 7. С. 35-60.

114. Hsu N.T., Sato R., Sage B.H. Material transfer in turbulent gas streams. Influence of share on evaporation of drops of я-heptane//Ind. Eng. Chem., 1954. V. 46. № 5. P. 870-876.

115. Тверская Н.П. Теплопередача и испарение капли в потоке // Изв. АН СССР. Сер. геофизическая, 1953. № 3. С. 259.

116. Downing C.G. The evaporation of drops of pure liquids at elevated temperatures: rates of evaporation and wet-bulb temperatures // AICHE Journ., 1966. V. 12. №4. P. 760-766.

117. Marikawa A., Keii Т. Скорость испарения капель водных растворов спиртов, взвешенных в струе воздуха // Chem. Eng. Sci., 1967. V. 22. № 2. P. 127.

118. Федосеев В.А., Полищук Д.И. Испарение капель воды при температурах среды ниже температуры кипения // Журн. техн. физики., 1953. Т. 23. № 2. С. 233-241.

119. Вырубов Ф.Н. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания и их агрегатов. М.: Машиздат, 1946. 258 с.

120. Kinzer G.D., Gunn R. The evaporation temperature and thermal relaxation time of freely falling water drops // Meteor., 1951. V. 8. № 2. P. 71-83.

121. Вырубов Ф.Н. Теплоотдача и испарение капель // Журн. техн. физики, 1939. Т. 9. В. 21. С. 1923-1931.

122. Van Krevelen D.W., Hoftijzer P.J. // J. Soc. Chem. Ind., 1949. V. 68. P. 59.

123. Ingebo R.D. Vaporization rates and heat transfer coefficients for pure liquid drops // Chem. Eng. Progr., 1952. V. 48. № 8. P. 403-408.

124. Maisel D.S., Sherwood Т.К. Evaporation of liquids into turbulent gas streams // Chem. Eng. Progr., 1950. V. 46. № 3. P. 131-138.

125. Абрамзон Б.И., Ривкинд В.Я., Фишбейн Г.А. Нестационарный массообмен с гетерогенной химической реакцией при ламинарном обтекании сферы // Инж.- физ. журнал, 1967. Т. 30. № 1. С. 73-79.

126. Konopliv N., Sparrow Е.М. // Trans. ASME, 1972. V. 94. № 3. P. 266-272.

127. Brauer H. Unsteady state mass transfer through the interface of spherical particles // Int. J. Heat and Mass Transfer, 1978. V. 21. № 4. p. 445-465.

128. Синха А.П. Скоростной массообмен в присутствии ПАВ: Дисс. канд. техн. наук. Москва, 1961.

129. Дин Вэй, Сухов В.А. Абсорбция аммиака в нисходящем потоке газа и воды // Вестник техн. И эконом, информ. М.: НИИТЭХИМ, 1963. № 12. С. 9-10.

130. Савельев Н.И., Николаев Н.А., Малюсов В.А. Метод расчета эффективности массопереноса в прямоточно-вихревых контактных устройствах ректификационных и абсорбционных аппаратов // Теор. основы хим. технологии, 1981. Т. 15. № 5. С. 643-649.

131. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. М.: Химия, 1982. 696 с.

132. Малафеев Н.А., Малюсов В.А., Подгорная И.В. Исследование гидродинамики восходящего пленочного двухфазного потока в плоском канале // Теор. основы хим. технологии, 1976. Т. 10. № 5. С. 883-891.

133. Щербаков В.Н., Николаев Н.А. Гидравлическое сопротивление при восходящем течении двухфазного дисперсно-кольцевого потока в цилиндрических каналах // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 1975. Т. 18. № 9. С. 1481-1484.

134. Дьяконов С.Г., Елизаров В.И. Технология проектирования тарельчато-насадочных аппаратов разделения водных растворов // Материалы конференции «Инновационные процессы в области образования, науки и производства». Нижнекамск. 2004. Т. 1.

135. Newman А.В. The drying of porous solids: Diffusion calculations // Trans. Amer. Inst. Chem. Eng., 1931. V. 27. № 10. P. 203-220.

136. Николаев A.H., Гортышов Ю.Ф. Очистка промышленных газовых выбросов в аппаратах вихревого типа // Химическая промышленность, 1998. № 9. С. 577-580.

137. Kronig R., Brink J.C. On the theory of extraction from falling droplets // Appl. Sci. Res., 1950. V. 2. № 2. P. 142-148.

138. Броунштейн Б.И., Фишбейн Б.И. Вопросы испарения, горения и газовой динамики дисперсных систем. Одесса, ОГУ им. Мечникова, 1968. С. 171-176.

139. Jopns L.E., Beckman R.B. Mechanism of dispersed phase mass transfer in viscous single - drop extractions systems // AIChE Journ. 1965. V. 12. № 1. P. 10-16.

140. Крылов B.C., Сафонов А.И., Гомонова K.B. Особенности диффузионного пограничного слоя внутри движущейся сферической капли // Теор. основы хим. технологии, 1977. Т. 11. № 6. С. 916-919.

141. Handlos А.Е., Baron Т. Mass and heat transfer from drops in liquid liquid extraction // AIChE Journ., 1957. V. 3. № 1. P. 127-136.

142. Железняк А.С., Иоффе И.И.'Методы расчета многофазных жидкостных реакторов. JL: Химия, 1974. 320 с.

143. Scelland А.Н.Р., Wellek R.M. Resistance to mass transfer inside droplets // AIChE Journ., 1964. V. 10. № 4. P. 491-496.

144. Дытнерский Ю.И. и др. К расчету коэффициента массоотдачи в одиночной капле при ее падении в газовой среде // Теор. основы хим. технологии, 1971., Т. 6. № 3. С. 460-463.

145. Плит И.Г. О коэффициентах массоотдачи в процессах абсорбции газа каплями большого диаметра // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 1965. № 3. С. 491-498.

146. Higbie R. The rate of absorption of a pure gas into a still liquid during short periods of exposure // Trans. Amer. Inst. Chem. Eng., 1935. V. 31. P. 365-389.

147. Абдульманов C.X. и др. Расчет массоотдачи в полидисперсном потоке капель жидкости// Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 1978. № 10. С. 1532-1538.

148. Sherwood Т.К., Pigford R.L. Absorption and Extraction. N.-Y.: McCrow-Hill Book Co., 1952.

149. Холпанов Л.П. и др. О массообмене в пленке жидкости при волнообразовании (линейное распределение скоростей) // Теор. основы хим. технологии, 1969. Т. 3. № 3. С. 465-468.

150. Холпанов Л.П. и др. Исследование гидродинамики и массообмена в пленке жидкости с учетом входного участка // Теор. основы хим. технологии, 1976. Т. 10. № 5. С. 659-669.

151. Холпанов Л.П. Гидродинамика и тепломассообмен при двухфазных пленочных и струйных течениях в контактных устройствах тепломассообмен-ных аппаратов: Дисс. докт. техн. наук. Москва, 1984.

152. Николаев Н.А., Булкин В.А., Жаворонков Н.М. Массопередача в жидкой фазе при прямоточном движении газа и жидкости в трубке // Теор. основы хим. технологии, 1970. Т. 4. № 3. С. 418-421.

153. Войнов Н.А. Процесс ферментации кормового белка на гидролизате в пленочных аппаратах; способы интенсификации и методы расчета: Дисс. докт. техн. наук. Красноярск, 1995.

154. Сергеев А.Д. Исследование гидродинамических закономерностей и мас-сопередачи при восходящем пленочном течении жидкости: Дисс. докт. техн. наук. Казань, 1972.

155. Николаев А.Н. Комплексная очистка промышленных газовых выбросов в аппаратах вихревого типа: теоретические основы и методология расчёта. Автореферат дисс. докт. техн. наук. Казань. 1999.

156. Пляцук Л.Д, Савельев Н.И., Омаркулов П.К. Некоторые особенности массообмена при ударе капель по смоченной поверхности // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 1991. Т. 34. Вып. 3. С. 109-111.

157. Моряков B.C. и др. Влияние удара капель о слой жидкости на массоперенос в жидкой фазе // Машины и аппараты химической технологии, 1976. №4. С. 14-17.

158. Николаев А.Н., Дмитриев А.В., Латыпов Д.Н. Математическое моделирование массообменных процессов в полых вихревых аппаратах // Международная научная конференция «математические методы в технике и технологиях ММТТ-18». Казань, 2005.

159. Ахмедов Р.Б., Сакаев А.Ю. Определение коэффициента турбулентной диффузии в струях, закрученных тангенциально-лопаточным завих-рителем // Изв. АН УзССР. Сер. Технич, 1973. № 4. - С. 38 - 40.

160. Бусев А.И., Симонова Л.Н. Аналитическая химия серы. М.: Наука, 1975. 272 с.

161. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Госхимиздат, 1961. 830 с.

162. Елизаров В.И., Лежнева Н.В. Моделирование процесса хемосорбции С02 из циркуляционного газа в производстве окиси этилена // Материалы конференции «Инновационные процессы в области образования, науки и производства». Нижнекамск, 2004. Т. 1. С. 92-97.

163. Брандт Б.Б., Рощин Б.Е., Дильман В.В. Элементарный акт процесса хе-мосорбции // Теор. основы хим. технологии, 1974. Т. 8. № 3. С. 456-459.

164. Рощин Б.Е. и др. // Теор. основы хим. технологии, 1976. Т. 10. № 5. С. 712-717.

165. Мусабекова JI.M., Бренер A.M., Оспанова А.О. Численное исследование скорости фронта мгновенной необратимой реакции при хемосорбции // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 2003. Т. 46. №. 3. С. 152-153.

166. Мусабекова J1.M. и др. Влияние физико-химических параметров процесса хемосорбции на характеристики пленочной модели для системы S02-Na2S03 Н Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 2002. Т. 45. №. 5. С. 158-159.

167. Данквертс П.В. Газожидкостные реакции. М.: Химия. 1973. 296 с.

168. Дильман В.В., Аксельрод Ю.В., ХуторянскийФ.М. Влияние межфазных явлений на процесс массопередачи в гетерогенных системах газ-жидкость // Хим. пром., 1976. № 9. С. 693-695.

169. Аксельрод Ю.В. Газожидкостные хемосорбционные процессы. Кинетика и моделирование. М.: Химия, 1989. 240 с.

170. Айнштейн В.Г. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Книга 2. М.: Логос; Высшая школа, 2002. 872 с.

171. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. М.: Высшая школа, 1988. 496 с.

172. DeMore W.B. et al. Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Stratospheric Modeling. Evaluation Number 11. California: California Institute of Technology Pasadena, 1994. 273 p.

173. Аксельрод Ю.В., Дильман B.B., Юдина Л.А. Кинетика массопередачи с химической реакцией в жидкой фазе // Журнал прикладной химии, 1977. Т. 50. № 4. С. 840-848.

174. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989. 512 с.

175. Goldberg R.N., Parker V.B. Thermodynamics of solution of S02 in water and of Aqueous Sulfur Dioxide Solutions // Journal of Research of the National Bureau of Standards, 1985. V. 90. № 5. P. 341-358.

176. Dankwerts P.V., Mc Nell K.M. // Trans. Instr. Chem. Eng., 1967. V. 45. № 1. P. 132-149.

177. Кафаров B.B., Реутский В.А., Шарифуллин B.H. Упрощенный расчет коэффициента ускорения процессов хемосорбции // Журнал прикладной химии, 1972. Т. 45. № 6. С. 1382-1383.

178. Baldi G., Sicardi S.// Chem. Eng. Sci., V. 30. 1975. N 2. P. 617-618.

179. Аксельрод Ю.В. и др. О расчете противоточной абсорбции, осложненной необратимой химической реакцией в жидкой фазе // Теор. основы хим. технологии, 1970. Т. 4. № 6. С. 845-851.

180. BrianP.L.T.//AIChEJourn., 1964. V. 10. № l.P. 5-10.

181. Бабак В.Н., Бабак Т.Б., Холпанов Л.П. Нестационарный массоперенос газов между двуия неподвижными фазами // Теор. основы хим. технологии, 2004. Т. 38. № 5. С. 490-505.

182. Ulrich R.K., Rochelle G.T., Prada R.E. Enchanced Oxygen Absorption Into Bisulphite Solutions Containing Transition Metal Ion Catalysts // Chem. Eng. Sci., 1986. V. 41. № 8. P. 2183-2187.

183. Huss A.Jr., Lim P.K., Eckert C.A. Oxidation of aqueous sulfur dioxide. 1. Homogeneous manganese (II) and iron (II) catalysis at low pH II J. Phys. Chem., 1982. V. 86. № 21. P. 4224-4232.

184. U.S. Department of Energy. Advanced Flue Gas Desulfurization (AFGD) Demonstration Project A DOE Assessment, 2001. August.

185. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн. 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. М.: Высш. школа, 2001. 615 с.

186. Дж. Перри. Справочник инженера-химика. М.: Химия, 1969. 640 с.

187. Imamura Т., Rudich Y., Talukdar R.K. Uptake of N02 on Water Solutions: Rate Coefficients for Reactions of M?3 with Cloud Water Constituents // J. Phys. Chem., 1997. V. 101. № 12. P. 2316-2322.

188. Alcala-Jornod C., Van den Bergh H., Rossi M. J. // J. Phys. Chem., 2000. № 2. P. 5584-5593.

189. Rogaski, C.A., Golden D.M., Williams L.R. // Geophys. Res. Lett., 1997. №24. P. 381-384.

190. Jacob D. J. Heterogeneous chemistry and tropospheric ozone. // Atmos. Environ, 2000. № 34. P. 2131 -2159.

191. Ravishankara A. R. Heterogeneous and Multiphase Chemistry in the Troposphere. // Science. 1997. № 276. P. 1058-1065.

192. Беспалов A.B., Бесков B.C., Бровкин А.Ю. Очистка отходящих газов ТЭС в неподвижном организованном катализаторном сое // Химическая промышленность, 1999. № 6. С. 379-382.

193. U.S. Department of Energy. Advanced Flue Gas Desulfurization (AFGD) Demonstration Project A DOE Assessment, 2001. August.

194. Новожилов B.H. и др. Особенности массопередачи при аммиачной абсорбции S02 в скоростном аппарате // Хим. пром., 1999. № 11. С. 733-735.

195. Лукин В.Д., Курочкина И.И. Очистка вентиляционных выбросов в химической промышленности. Д.: Химия, 1980. 232 с.

196. Латыпов Д.Н., Овчинников А.А. Закономерности диспергирования жидкости центробежными форсунками с соударением встречных струй // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология, 2001. Т. 44. №. 1. С. 72-74.