Имитационное моделирование процессов конденсационного пылеулавливания

• Автор: Федоров, Василий Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 382 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ
1.1. Механическая очистка
1.2. Фильтрационная очистка
1.3. Мокрые пылеуловители
1.4. Конденсационное пылеулавливание. Постановка задачи
2. АНАЛИЗ АЭРОЗОЛЕЙ КАК ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
2.1. Аэрозольные частицы в атмосфере
2.2. Фрактальная размерность и дисперсные системы
2.3. Функции распределения дисперсных систем
2.4. Дисперсная система со случайным распределением частиц
2.5. Кинетика конденсационного роста Таст-иц
2.6. Кинетическое уравнение конденсации
2.7. Модель конденсации как неоднородная цепь Маркова
3. ОБРАЗОВАНИЕ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ
3.1. Фазовый переход из газообразного в жидкое состояние
3.2. Скорость зародышеобразования
3.3. Вероятность образования зародышей при конденсации
4. ИСПАРЕНИЕ И РОСТ КАПЕЛЬ
4.1. Уравнение для скорости испарения капли
4.2. Время жизни капли
4.3. Рост и испарение движущихся капель
5. ДИНАМИКА ЧАСТИЦ
5.1. Движение частицы в вязкой среде
5.2. Силы, действующие на частицу в потоке газа
5.3. Модель движения частиц в диффузоре
5.4. Движение частиц в криволинейном потоке
6. БРОУНОВСКОЕ СТОЛКНОВЕНИЕ И ДИФФУЗИЯ ЧАСТИЦ
6.1. Теория броуновского движения Эйнштейна
6.2. Особенности броуновского движения

6.3. Модель совместного движения двух частиц разных размеров
7. КОАГУЛЯЦИЯ ЧАСТИЦ
7.1. Особенности коагуляции аэрозолей
7.2. Коагуляция монодисперсных сферических частиц. Приближение
Смолуховского
7.3. Коагуляция в движущейся среде
7.4. Константа коагуляции при движении частиц в диффузоре
7.5. Разноскоростная коагуляция частиц в диффузоре
8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНДЕНСАЦИОННОГО УКРУПНЕНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ
8.1. Опытная установка и методика проведения эксперимента
8.2. Смешение турбулентных струй газа и пара
8.3. Конденсационное укрупнение аэрозолей при расширении парогазового потока в диффузоре
8.4. Эффективность улавливания аэрозольных частиц в разнотемпературном конденсационном циклоне
8.5. Аэродинамика вихревых циклонных камер
8.6. Эффективность улавливания дисперсных частиц в вихревых циклонных камерах
9. ПРИМЕРЫ СОЗДАНИЯ АГРЕГАТОВ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ
9.1. Агрегаты очистки в производстве цемента
9.2. Агрегат очистки выхлопных газов дизелей
9.3. Агрегат очистки отходящих газов в производстве ферментов
9.4. Агрегат отбора аэрозолей из атмосферы
9.5. Агрегат очистки отходящих газов в производстве извести
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Первые попытки ограничить загрязнение воздушных пространств крупных городов относятся еще к началу средних веков.
Законодательные мероприятия, издававшиеся под давлением общественности, в течение длительного времени носили паллиативный характер. На заре промышленного производства в начале XIX века мощные клубы дыма, вырывавшиеся из фабричных труб и опутывавшие темной пеленой города, рассматривались как своего рода индекс производства и свидетельствовали о процветании страны.
Бурное развитие промышленности с бесплановым размещением промышленных предприятий зачастую уже в середине прошлого века приводило к созданию для населения совершенно невыносимых условий.
С течением времени соответствующее законодательство ограничило предельную концентрацию пыли в воздушных выбросах, что оказало положительное влияние на состояние атмосферного воздуха. Однако с укрупнением промышленного производства возросло абсолютное количество выбрасываемого дисперсного материала. Это обстоятельство, а также сложность контроля над действительной запыленностью воздушных выбросов и в первую очередь несовершенство аппаратов для улавливания пыли способствуют высокой запыленности атмосферного воздуха.
Источники аэрозолей. Измельчение материалов часто придает им новые, качественно различные свойства. Так, например, практически инертный цементный клинкер после дробления приобретает хорошо известные вяжущие свойства. Во многих случаях дисперсное состояние материалов облегчает технологические процессы. В связи с этим получило широкое распространение сжигание угля в виде порошка в пылеугольных топках, дробление руды для ее обогащения и много других видов порошковой технологии, которая напрямую связана с частичным или полным переводом дисперсного материала в аэрозольное состояние с последующим его осаждением.
Диспергирование материалов и их переход в аэрозольное состояние является неизбежным для многих процессов горения, механической и термической обработки. Полнота осаждения, оказывает громадное влияние на экономику тех-

имеют большое гидравлическое сопротивление (до 2000Н/м2), а эффективность их меньше чем у пенных аппаратов.
Выгодно отличаются от рассмотренных газоочистителей мокрые аппараты центробежного типа. При конструктивной простоте и небольших габаритах,

Рис.1.17. Циклон с водяной пленкой типа ЦВП в скоростном (а) и в основном (б) исполнении: 1 - гидрозатвор , 2 - патрубок подвода запыленного газа, 3 - сопла для смыва отложений, 4 - люк, 5 - корпус, 6 - водоподающие сопла, 7 - коллектор, 8 - выходной патрубок, 9 - вставка.
Рис.1.18. Центробежный скруббер: 1 - лопатки для выравнивания потока, 2 — оросительное устройство, 3 - вход газа, 4 - выход шлама, 5 - подача жидкости.