автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка энергосберегающей технологии обезвреживания промышленных сточных вод

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Ни правах рукописи КРУПНОВ Евгений Иванович

РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Специальность 05.14.04 — Промышленная теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1995

Ф

Работа выполнена на кафедре «Тепломассообменные процессы и установки» Московского энергетического института (технического университета).

Научный руководитель —

к. т. н., доцент Ефимов А. Л.

Официальные .оппоненты:

д. т. н., профессор Леончик Б. И.,

к. т. н., с. н. с. Бернадинер М. Н.

Ведущая организация —

ВНИИ крахмалопродуктов, п/о Коренево, Московская обл.

Защита состоится « » . . . . 199 ь г.

в аудитории Г-410 в час. ^г^. мин. на заседании специализированного совета К. 053.16.03 Московского энергетического института.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 105835, ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., д. 14, Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке инсти-Автореферат разослан « ^. » . . 199-Гг.

Ученый секретарь специализированного совета к. х. н„ доцент

ФИЛИППОВ Э. Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В современной энергетике, металлургии химической промышленности и других отраслях образуется большое количество сточных вод различного химического состава.

Анализ методов очистки сточных вод сложного химического состава (минеральные соли и органические вещества)' показал, что многие из них не удовлетворяют требованиям качества очистки, а во многих случаях просто не пригодны. Так, для обезвреживания стоков с содержанием примесей более нескольких процентов наибольшее распространение получили термические методы, основными среди которых являются огневой метод, концентрирование в выпарных аппаратах поверхностного и контактного типов (аппараты с погружными горелками АПГ) и др.

Большое распространение для обезвреживания сточных вод сложного химического состава получил огневой метод с применением, в частности, циклонных реакторов. Б целях экономии энергетических ресурсов, затрачиваемых на процесс обезвреживания, технологические схемы с реакторами иногда включают в себя котлы-утилизаторы теплоты уходящих дымовых газов с получением' в них водяного пара. Практика эксплуатации реакторов показывает, что при концентраций минеральных солей в исходных стоках более 5 % происходит значительный унос солей в газовый тракт котла, что приводит к обрастанию его поверхностей наг-рейа и, как следствие, ухудшается эффективность работы котла или он выключается из работы. Эта проблема до сих пор не решена.

Поверхностные выпарные аппараты в большинстве случаев применяются для обезвреживания сточных вод, содержащих только минеральные вещества, при этом степень концентрирования в них ограничена.

АПГ также обычно применяют для концентрирования стоков с минеральными примесями, но они менее чувствительны к их составу вследствие отсутствия поверхностей нагрева. Для обезвреживания стоков с органическими примесями необходима установка специальных топочных и.ли горелочных устройств. В этом случае процесс обезвреживания происходит в камере сгорания такого

устройства. Применение теплоты парогазовой смеси ПГС за АПГ ограничена из-за низкой температуры, которую она имеет (обычно 85-95°С).

Поэтому встала задача разработки метода, позволяющего избавиться от недостатков, присущих описанным выше методам.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является экспериментальное исследование процессов тепломассообмена при взаимодействии нагретого газа с жидкостью в контактном аппарате с погружными горелками КАПГ в условиях, когда глубина погружения барботера меньше равновесной, т.е. когда температура ПГС выше температуры жидкости в аппарате; проведение исследований по уносу солей из аппарата с парогазовой смесью ПГС при взаимодействии запыленного потока газа с. жидкостью; • проведение численного эксперимента с целью оптимизации конструкции контактной части контактно-поверхностного водонагревателя (КПВН) для утилизации теплоты ПГС; разработка энергосберегающей технологической схемы обезвреживания промышленных стоков.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в том, что

- получены новые данные о работе КАПГ в режиме, когда глубина погружения барботера меньше равновесной;

- впервые предложен новый вид аппроксимационной зависимости, исключающий определение поверхности раздела фаз и коэффициента теплопередачи;

- на основании оцытных данных получены эмпирические выражения, позволяющие вычислять значения параметров парогазовой смеси на выходе из аппарата в зависимости от глубины погружения' барботера и других режимных параметров;

- впервые на основе математического моделирования проведена оптимизация конструкции контактной части КПВН;

- получено решение, которое позволило выравнить распределение скоростей по выходному сечению контактного устройства;

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ заключается в том, что на основании полученных результатов доказана целесообразность эксплуатации КАПГ в струйном режиме, разработана энергосберегающая схема обезвреживания сточных вод сложного

химического состава. Кроме этого,разработана технология переработки отходов производства картофельного крахмала с получением пищевого продукта для животноводства и горячей воды для использования ее в различных целях (технология,горячее водоснабжение, отопление ) . В разработанных схемах реализована работа КАЛГ в режиме, когда глубина погружения барботера меньше равновесной.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для решения поставленных задач экспериментальные исследования проводились на установках, смонтированных в лаборатории кафедры ТМПУ МЭИ. Численный эксперимент проводился при помощи методов математического моделирования, математических пакетов прикладных программ с использованием персональной ЭВМ типа IBM.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты работы реализованы На НПО по крахмэлопродуктам в виде проектных предложений и рекомендаций с целью эффективного использования оборудования и на комбинате АО "Меланж" (г.Иваново) в виде аппарата, внедренного в производство. Справки о внедрении представлены в приложениях к диссертационной работе.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсувдались на 3 Всесоюзной научной конференции "Интенсивное энергосбережение в промышленной тепло-технологии", Москва, 1991 г., Международной конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии",Иваново,1992 г., на Международном семинаре "Отходы сельскохозяйственного производства: оценка риска, минимизация образования, переработка и размещение", .Москва, 1993 г. и Международной научной конференции "б Бэрнадосовские чтения", Иваново, 1994 г.

ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований опубликованы в шести печатных работах.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена на 148 страницах, из них страниц основного текста,34 рисунков и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 71 наименования и приложений.

. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность теш диссертации, сформулирована цель работы и основные положения, выносимые на защиту, а так же приводятся дополнительные сведения по работе.

ПЕРВАЯ ГЛАВА посвящена обзору литературы по теме ■ диссертационной работы и сформулированы задачи исследований.

Для нужд промышленности из природных объектов забирается около 330 км3 воды. При этом общий объем сточных вод составляет около 165 км3, из них 10% - загрязненные,75% - дарматив-но-чистые и 15% - нормативно-очищенные. Наибольшее количество сточных вод сбрасывают цёллюлозо-бумажная, химическая промышленность, черная металлургия. Наиболее распространенными загрязнениями рек являются нефтепродукты, фенолы, соединения меди, натрия и другие. Сброс загрязненных вод ведет к значительному экономическому ущербу. Высокие показатели ущерба объясняются прежде всего несовершенством многих технологических процессов и оборудования, неэффективностью использования очистных сооружений.

Анализ методов очистки сточных вод сложного химического состава (минеральные соли и органические вещества) с начальт ной концентрацией примесей более 2-3 % показал, что многие из них не удовлетворяют требованиям качества очистки, а во многих случаях просто не пригодны. Для обезвреживания таких стоков наибольшее распространение получили термические методы, основными среди которых являются огневой метод, концентрирование в выпарных аппаратах поверхностного и контактного типов (аппараты с погружными горелками АПГ).

Большое распространение для обезвреживания сточных вод сложного химического состава получил огневой метод с применением циклонных реакторов. Технологические схемы' с реакторами обычно включают в себя скрубберы для, охлаждения уходящих дымовых газов. Такие схемы отличаются большими энергозатратами на процесс обезвреживания, поэтому для их экономии вместо скрубберов все большее применение находят котлы-утилизаторы теплоты дымовых газов с получением водяного пара. Практика

эксплуатации таких установок показывает, что при концентрации минеральных солей в исходных стоках более 5 % происходит значительный унос солей в газовый тракт котла, что приводит к обрастанию его поверхностей нагрева и, как следствие, ухудшается эффективность работы котла или он выключается из работы. Эта проблема до сих пор не решена.

Поверхностные выпарные аппараты в большинстве случаев применяются для обезвреживания сточных вод, содержащих только минеральные вещества, при этом степень концентрирования в них ограничена.

АПГ также обычно применяют для концентрирования стоков с минеральными примесями, но они менее чувствительны к их составу вследствие отсутствия поверхностей нагрева. Для обезвреживания стоков с органическими примесями необходима установка специальных топочных или горелочных устройств. В этом случае процесс обезвреживания происходит в камере сгорания таких устройств. Применение теплоты парогазовой смеси ПГС за АПГ ограничена из-за низкой температуры, которую она имеет (обычно 85-95°С).

Задачей данной работы была разработка метода, позволяющего избавиться от недостатков, присущих описанным выше методам. Для этой цели было выбрано направление совершенствования процесса обезвреживания стоков в АПГ.

Проведенный'обзор работ по исследованию тепломассообмена при взаимодействии газа с жидкостью свидетельствует о значительном разнообразии безразмерных переменных, применяемых при обобщении опытных данных. Отсутствует единая характеристика интенсивности теплообмена: у одних исследователей это тепловая нагрузка, отнесенная к единице объема жидкости, у других - коэффициенты теплообмена, отнесенные к единице объема жидкости, газожидкостного слоя, объема газов в слое, единице площади сечения аппарата, сопла барботера, межфазной поверхности и др.

Следует обратить внимание на то, что большинство авторов исследовало процессы тепломассообмена в условиях, когда сопло барботера погружено в жидкость на глубину, большую равновесной и температура парогазовой смеси при этом обычно не превышает значения 85 - 95 °С, что затрудняет дальнейшее испольэо-

вание ее теплоты в технологических или энергетических целях. Для получения ПГС с более высокой температурой необходима эксплуатация аппаратов данного типа с глубиной погружения барботера менее равновесной.

. Обзор литературы показал, что данных о работе установок в таком режиме недостаточно.

В главе также сформулированы цель и задачи работы.

ВТОРАЯ ГЛАВА посвящена исследованию процессов тепломассообмена в контактном аппарате с погружными горелками КАПГ.

Для выбора метода исследования были изучены форма и размеры газожидкостного слоя в зависимости от режима истечения газа из сопла барботера в виде критерия Рейнольдса 1?е и относительной глубины его погружения Ь/с!с. В ходе эксперимента производилась фотосъемка взаимодействия газа с жидкостью.

Исследования показали, что форма газожидкостного слоя сильно изменяется как с изменением Ие, так и с изменением относительной глубины погружения. При этом она имеет все более сложную форму с увеличением числа 1?е и относительной глубины, при этом структура газожидкостного слоя тоже очень сложна: от крупных пузырей (при малых числах йе) до сложной смеси газа и жидкости (при больших числах Не).

Размеры газовдцкостного слоя также сильно зависят как от глубины погружения, так и от режима истечения.Очевидно, что при увеличении того и другого параметра размеры слоя увеличиваются.

Проведенный анализ позволил сделать вывод о том, что использование математического моделирования процессов взаимодействия струи нагретого газа с жидкостью затруднено сложностью описания зависимости поверхности раздела фаз от редам-ных параметров. Принятие неизменности формы газохидкостного слоя может привести к сильному искажению истинных результатов. Поэтому в качестве метода было выбрано экспериментальное исследование данных процессов. При этом необходимо было найти такую форму обработки опытных данных, которая исключила' бы определение поверхности взаимодействия фаз и коэффициента теплопередачи, так как они в большей степени зависят от Форш и размеров газожидкостного слоя.

Для исследования процессов тепломассообмена в КАПГ была разработана и смонтирована экспериментальная установка , конструктивное оформление которой позволило получить гибкую систему управления процессами взаимодействия нагретого газа с жидкостью и избежать сложного устройства по сжиганию газообразного топлива в горелке.

Основными элементами установки являются КАПГ, электропо-догреватёль холодного воздуха, конденсатор парогазовой смеси, термостат, смесительный подогреватель холодной воды.

Пределы изменения варьируемых параметров были следующи-

ми:

- расход воздуха Ув= 0 - 40,2 * 10~4 м3/с;

- расход жидкости 60= 0-1 кг/с;

- температура подогретого воздуха 1СПВ=20 -

- начальная температура жидкости 0о = 10 -

- глубина погружения барботера Ь = -100 - 100 мм;

- диаметр сопла барботера с1с = 16 и 20 мм.

500° С; 90° С;

При обработке опытных данных в качестве определяемой величины был выбран параметр, имеющий следующий вид:

¿г? г И сп аспв-|>1) ег= - = £го * 1--

1-гСг

Ьв Св (Ьспв^спг) "

- 0о

1+

где его

^пв-^г,

Данное выражение получено из совместного решения балансовых соотношений и уравнений тепломассообмена при взаимодействии нагретого газа с жидкостью, и верно для всего диапазона изменения начальной температуры жидкости относительно температурь? мокрого термометра нагретого газа,т. е. 1>о <>

Приведенное выражение позволяет при обработке опытных данных исключить из определения поверхность раздела фаз и коэффициент теплопередачи, а определять их произведение, т.к.

к = аг. .

Экспериментальные данные обрабатывались и приводились к

виду:

ег = А * Rem * (1 + Ь/с1о)п * 8гк,

где Ре - критерий Рейнольдса газа на срезе сопла барботера; 8Г= Ьг/0о - температурный фактор.

При обработке данных при й > 0 были получены следующие результаты:

А = 0,961; т = 0,021; п = 0,1; к = - 0,09.

Для обработки опытных данных при глубине погружения барботера Ь < 0 была принята зависимость, аналогичная приведенной выше. При проведении исследований при й < 0 были выявлены два режима взаимодействия газа с жидкостью: струйный и барбо-тажный. Переход одного режима в другой происходил при определенном значении критерия Рейнольдса КеКр. При этом при изменении режимные параметров (температура газа, глубина погружения) значение 1?еКр изменялось. Струйный режим характеризуется плавным натеканием струи газа на поверхность жидкости с обра- , зованием устойчивой границы раздела фаз.. При этом отмечалось -высокое значение температуры ПГС на выходе из аппарата без значительного изменения температуры жидкости в нем. Барботаж-ный режим характеризуется неустойчивой границей раздела фаз и значительным падением температуры ПГС.

В результате обработки опытных данных были получены следующие данные:

- струйный режим

ег = 4,15 * Яе"0-182 * (1+|ЬЛШ'0-133 * еГ0-143;

- барботажный режим

ег = 0,181 * Ие0-182 * (1+|11/с1о1Г0лзэ * 8г-°-143;

Для определения значения 1?еКр получены зависимости:

- при'< йеКр = 9630 * 8Г~0-224;

- при \}0 > £,гм: Р>екр = 7564 * 8Г~0-224;

Усредняя'коэффициенты при вг получим общую формулу для расчета [?еКр во всем диапазоне изменения температуры жидкости на входе в аппарат с погрешностью вычисления до 12 %:

{?еКР = 8597 а 8г-°-224.

Полученные зависимости позволяют вычислять температуру парогазовой смеси в зависимости от глубины погружения барбо-тера с учетом других факторов, влияющих на процесс тепломассообмена при работе аппарата в условиях, когда глубина погружения меньше равновесной, т.е. И < 11р.

В результате проведенной оценки погрешности экспериментальных данных было получено следующее:

1. Воспроизводимость опытов удовлетворяет требованиям,!.е.неравенство Эр < От выполняется во всех опытах(в - критерий Кохрена).

2. Полученные эмпирические уравнения адекватны, т.е. неравенство Рр < Гт выполняется во всех сериях опытов (Р - критерий Фишера).

3. Максимальное относительное отклонение экспериментальных точек от полученных зависимостей не превышает 13,4 %.

4. Среднее относительное отклонение экспериментальных точек от подученных- зависимостей не превышает 6,34 X.

Проведенные исследования по уносу солей из аппарата при взаимодействии запыленного потока газа с жидкостью в режимах, когда 11 < Ьр показали, что унос практически отсутствует при' размере частиц более 20 мкм, что хорошо согласуется с данными о работе пылеочистных аппаратов ударно-инерционного типа.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена разработке рациональной конструкции контактной части КПВН для утилизации теплоты парогазовой

смеси (ПГС). В главе дана теоретическая формулировка математической модели для двухмерных течений. Анализ включает совместное решение дифференциальных уравнений сохранения средствами специальных вычислительных процедур. Метод является общим, и может быть применен к аппаратам любой геометрии, учитывая особенности внутреннего устройства" их гидравлического тракта.

Существующая конструкция аппарата такова, что водорасп-' ределительное устройство расположено таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение потока воды по всему объему теплообменной насадки, а ПГС подводится локально в одном месте. На рис.1 представлена физическая модель распределительной части аппарата.

Б

В

Рис.1.Физическая модель распределительной части теплообменника

Газовая струя из подводящего канала А циркулирует в пространстве, ограниченном горизонтальной В и вертикальными С стенками. В зависимости от геометрических размеров устройства и скорости движения ПГС разворот струи может осуществляться на различном расстоянии от среза сопла, что в значительной мере влияет на равномерность распределения скоростей да входе в рабочую зону Р. Эффективность работы такого устройства в значительной степени зависит от Характера движения ПГС,т.е. гид-

С

С

родинамика процесса оказывает решающее влияние на теплообмен в насадочной части теплообменника. Поэтому одной из задач является создание такой геометрии, которая исключила бы возможность появления застойных зон и максимально уменьшила аэродинамическое сопротивление всей системы.

Математическое описание процесса построено на основе эллиптических уравнений Навье-Стокса и уравнения энергии. Для решения поставленной задачи были приняты следующие допущения:

- решалась плоская задача (в общем случае'она имеет трехмерный характер, но т.к. размеры щели сопла значительно меньше его длины, то влиянием краевых эффектов можно пренебречь);

- рассматривался квазистационарный процесс;

- принималось условие несжимаемости теплоносителя, т.к. скорость парогазовой смеси намного меньше скорости звука;

- считалось,что теплофизические свойства теплоносителя не зависят от температуры;

- на стенке принималось постоянство теплового потока.

Для решения задачи использовалась схема, ориентированная "против потока", предложенная Сполдингом. Согласно ей все уравнения переноса записываются в единообразной форме:

3 dtp dt? д д

а [— (<?——) - (Ф—-)] - — Cbi-— Cot?) 1 -

эх 8y ах зх эх 3 3

'- г— СЬ2— (Сф)3 + d = 0;

3y 3y

где ф - искомая функция;

a,fc>i,b2,c,d - коэффициенты.

Решение данной модели осуществлялось в переменных: функция тока >|> и функция завихренности и,что позволяет, избавиться от существенной нелинейности, выраженной градиентом давления.

Для завершения математического описания задачи были установлены начальные и граничные условия в области интегрирования, основные из которых;

А: и0=Иу); Уо=0; Т=Т0;

ЗТ

В: и=У=0; -=0;

ЗУ

ЭТ

С: 11=У=0; -=0;

ЭХ

3 Ш 32Т

0: -(г-)=0;

ЗУ ЗУ ЗУ2

Преобразование дифференциальных уравнений в частных производных в конечно-разностные алгебраические производилось путем интегрирования по конечным площадям. Полученная система уравнений решалась методом последовательных смещений Гаус-са-Зейделя на неравномерной сетке 21x21.

Результаты численного эксперимента приведены на рис.2,3. На рис.2 приведены'изолинии функции тока, которые показывают характер течения в расчетной области. На рис.3 приведен расчетный профиль скорости на входе контактного устройства теплообменника при существующей его конструкции (1). Как видно из графика наглядно просматривается неравномерность распределения парогазовой смеси по сечению теплообменного аппарата. Эти результаты хорошо согласуются с литературными данными для аналогичных распределительных устройств охладительных градирен, а также с экспериментальными данными, полученными при испытаниях существующей конструкции теплообменника. . >

Для получения равномерного профиля скорости предлагается установить направляющие пластины, которые позволяют увеличить равномерность поля скоростей без существенного увеличения аэродинамического сопротивления. Как видно Из графика (рис.3, кривая 2), предложенное устройство позволяет получить практически равномерное поле скоростей на входе парогазовой смеси на контактное устройство.

Проведенный численный анализ показал адекватность мате -математической модели реаль-ному физическому объекту.

Рис.2.Изолинии функции тока.

Как показали расчеты , предлагаемая модернизированная конструкция теплообменника позволяет повысить степень рекуперации теплоты парогазовой смеси до 20% без изменения конструкции контактного устройства и увеличения аэродинамического сопротивления аппарата.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА посвящена разработке энергосберегающих технологических схем по переработке стоков, .разработаны две технологические схемы: по переработке отходов производства картофельного крахмала и обезвреживанию сточных вод сложного химического состава.

Для разработки технологии переработки побочного продукта производства крахмала были проведены экспериментальные исследования проб. На основании их разработана схема, представленная ' на рис.4. Для уменьшения пенообразующей способности исходного продукта в схеме предусмотрены теплообменный аппа-рат(2) и емкость с греющей рубашкой и мешалкой (3). Для получения горячей воды предусмотрен КПВН (4). ■

Данная схема позволяет: получать пищевой продукт для животноводства, представляющий собой упаренную в контактном АПГ смесь мезги , картофельного сока и крахмала ; получать горячую воду на технологические и бытовые нужды (trB = 85 - 95 °С); получать горячую воду на отопление производственных и бытовых помещений (tre =110 - 150 °С).

Проведенный технико-экономический расчет показал, что на осень 1992 года удельные приведенные затраты на упаривание продукта составляют 2,7 руб/кг.Данная цифра получена без учета стоимости горячей воды, получаемой в КПВН.

Для обезвреживания сточных вод сложного состава,т.е. содержащую как минеральные соли,так и органические вещества,была разработала технологическая схема,представленная на рис.5.

В качестве топлива в погружной горелке могут использоваться как органические вещества, содержащиеся в сточной воде (ацетон,метиловый спирт и другие), так и традиционные виды (топлива (газ,мазут).

Данная технологическая схема может быть использована в следующих случаях: - для концентрирования сточных вод и получения горячён воды для подпитки водяной системы теплоснабже-

Ж & г.™

Рис.4:Технологическая схема переработки отходов производства

картофельного крахмала: 1-КАПГ;2-теплообменный аппарат;3-емкость с греющей рубашкой и мешалкой;4-КГОН.

Рйс.5. Технологическая схема'обезвреживания промышленных сточных вод:

1-КАЛГ;2-погружная горедка;3,4-емкости сточных вод;5-охлади-тель упаренных стоков;6-центриФуга;7-КТ1йН.

ния крупных промышленных предприятий или населенных пунктов; - для концентрирования сточных вод и получения горячей воды на технологические нужды и горячее водоснабжение (80-95°С); -для концентрирования сточных вод и получения горячей воды на отопление (замкнутая схема по типу водогрейных котлов).В этом случае в КПВН скрубберная часть может служить для более глубокого охлаждения ПГС перед выбросом в атмосферу.

В основе технико-экономического расчета лежало сравнение двух схем: базовой была принята схема обезвреживания сточных вод с получением горячей воды на отопление в водогрейной котельной, а альтернативной - схема, представленная на рис.5. Основным отличием данной схемы является КПВН, который служит для замещения части или всей котельной в базовой схеме.

Целью экономического расчета было определение эффективности использования КПВН и срока окупаемости затрат на его сооружение.

Расчет проводился в ценах 1990 года в соответствии с ценниками для различных производительностей КАПГ по исходному раствору (5, 10, 15 т/ч) и различных температур воды, получаемой в КПВН (95, 120, 150°С). Результаты расчета представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Экономические показатели использования КПВН

Производительность установки,т/ч Температура горячей воды, С Экономия топлива, т. кг/год Чистый эффект, руб/год Срок окупаемости год

5 150 120 95 2646 2514 2439 123980 116500 113350 0.4 0.35 0.32

10 150 120 95 5330 5065 4876 243900 235600 227255 0.39 0.34 0.31

15 120 7560 352900 0.32

95 7295 339670 0.31

Данные таблицы позволяют сделать вывод о цз^сошразнос-ти использования данной установки.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ изложены основные научные и практические результаты, полученные в диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1.Исследованы гидродинамика и тепломассообмен в области работы КАПГ, когда глубина погружения барботера в жидкость меньше равновесной.

2.Впервые доказана возможность использования нового вида аппроксимационных зависимостей по тепломассообмену и на основании экспериментальных данных получены конкретные параметры этих зависимостей.

■ 3.Впервые предложено эксплуатировать КАПГ в струйном режиме для получения высоких значений температуры ПГС.

4.Разработанная математическая модель впервые применена для расчета аэродинамики контактного теплообменного аппарата. Полученные данные позволили усовершенствовать его конструкцию и повысить эффективность использования теплоты ПГС.Усовершенствованная конструкция контактной части КПВН внедрена на АО "Меланж" (г.Иваново).

б.Данные, полученные в работе, позволили разработать технологическую, схему для обезвреживания жидких отходов с утилизацией теплоты ПГС.

6.Впервые полученные данные применены для разработки технологической схемы по переработке отходов производства картофельного крахмала с получением пищевого продукта для животноводства и утилизацией теплоты ПГС и внедрены на НПО по крахмалопродуктам в виде проектных решений и рекомендаций.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1.Горбенко В.А..Ефимов А.Л..Крупнов Е.И., Шорникова Т.В. Сравнение альтернативных вариантов термического обезвреживания минерализованных сточных вод по технико-экономическим показателям.// 3 Всесоюзная научная конференция по проблемам энергетики теплотехнологии "Интенсивное энергосбережение в промышленной теплотехнологии": Тез.докл.-М.,1991.-с.16.

2.Ефимов А.Л..Крупное Е.И. Повышение энергетической эф-

фективности работы аппаратов погружного горения.// Междунар. научно-технич. конференция "Состояние и перспективы развития электротехнологии"(б Бернадосовские чтения): Тез.докл.- Иваново,1992.-с.117.

3.Ефимов А.Л..Крупнов Е.И.Исследование теплообмена в барботажных испарителях.//Сборник научных трудов БИТЫ "Повышение надежности и экономичности элементов теплоэнергетического оборудования":Брянск,1993.-с.7.

4.Ефимов А.Л..Крупнов Е.И.Энергосберегающей способ обезвреживания сточных вод и жидких отходов,//Междунар.научно- технич.конференция "Состояние и перспективы развития электротехнологии"(7 Бернадосовские чтения):Тез.докл.-Иваново,1994.-с.22.

5.Ефимов А.Л..Крупнов Е.И.¡Тимошин Л.Й.Энергосберегающий способ получения Кормов из отходов производства картофельного кра-.мала.//Мекдунар.науМно-технич. конференция "Состояние и перспективы развития электротехнологии"(7 Бернадосовские чтения) :Тез.докл.-Иваново,1994.-с.25.

6.Ефимов А.Л.,Крупнов Е.И.Энергетическая эффективность аппаратов с погружными горелками.//Журнал "Химическое и нефтяное машиностроение":М.,N7,1994.