Строительно-технологические аспекты защиты воздушного бассейна от загрязнения дымовыми газами компрессорных станций магистральных систем газоснабжения

• Автор: Брызгалин, Игорь Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.03, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ГЛАВА 1. ТЕХНОГЕННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

1.1 Технологическая характеристика КС как источников загрязнения атмосферы

1 1 1. Характеристика технологического оборудования КС

1 1 2. Технологические особенности процесса компримироваиия газа

1.1.3. Состав и режимно-технологические особенности формирования выбросов КС в атмосферу

1.3.Оценка экологической опасности техногенного воздействия выбросов КС

1 4. Анализ средств и методов снижения техногенного воздействия выбросов КС на окружающую среду

1.4.1 Способы абсорбционной очистки промышленных выбросов

1 4.2.Сравнение конструктивно-технологических характеристик абсорбционных установок32

Выводы по главе

ГЛАВА 2 ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АБСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ В ПЕНОДИНАМИЧЕКОМ СЛОЕ ТРИБУ'ГИЛФОСФАТА
2.1. Условия выбора эффективных поглотителей для очистки выбросов дымовых газов компрессорных станций
2 2 Сравнительный анализ закономерностей абсорбции кислых компонентов дымовых газов
различными абсорбентами
2.3 Особенности поглощения оксидов азота при очистке газовых выбросов
2.4. Оценка применимости трибутилфосфата для абсорбционной очистки дымовых газов от диоксида азота
2.5. Методолої ические подходы к оценке эффективности массопереноса в процессе поглощения кислых газов
2.6. Методолої ические основы описания массопереноса при поглощении кислых газов в пенодинамическом слое
2.7. Определение функционально-технологических характеристик очистки дымовых газов в пенодинамическом слое
2.7.1. Условия расчета коэффициента Генри
2.7.2. Определение коэффициента массопередачи
2.7.3. Расчет степени абсорбции и концентрации целевого компонента в жидкой и газовой
фазах пенодинамического слоя
Выводы по главе
ГЛАВА 3 ОБОБЩЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ
АБСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ТРИБУТИЛФОСФАТОМ
3.1. Аппаратурное оформление экспериментального стенда
3 2 Методика проведения экспериментов
3.2.1 Оценка гидродинамических характеристик формирования пенодинамического слоя

3.2.2 Оценка определяющих факторов процессов абсорбции оксидов азота
3.3. Планирование эксперимента и достоверность научных исследований
3.4. Гидродинамика формирования пенодинамического слоя трибутилфосфата
3.4.1. Гидродинамические характеристики пенодинамического слоя ТБФ
3.4.2. Закономерности потерь давления газа в пенодинамическом слое ТБФ
3.5. Обобщение экспериментальных закономерностей процесса абсорбции диоксида азота и углерода в пенодинамическом слое трибутилфосфата
3.5.1. Определяющие факторы массопереноса в процессах абсорбции
3.5.1.1. Абсорбция диоксида азота
3.5.1.2. Абсорбция диоксида углерода
3.5.2. Закономерности процесса поглощения 1ЧОг трибутилфосфатом
3.5.3. Закономерности процесса поглощения СО2 трибутилфосфатом
3.4. Влияние температуры газов на эффективность процесса поглощения пенодинамического
слоя трибутилфосфатом
Выводы по главе
ГЛАВА 4. СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАЩИТЫ ВОЗДУШНОГО
БАССЕЙНА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДЫМОВЫМИ ГАЗАМИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ
4.1 Конструктивные особенности компоновки газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций
4.2. Управление условиями реализации массообменных процессов в пенодинамическом слое трибутилфосфата
4.3. Условия оптимизации режимных параметров совмещения процессов комплексного
поглощения целевых компонентов (N0* и СО2)
4 4. Принципы построения компоновочной схемы установки комплексной очистки дымовых 1 азов КС
4.5 Технологические основы очистки дымовых газов трибутилфосфатом в вихреиннжекционных пенных скрубберах
4.6 Методологические подходы к оценке техногенных последствий загрязнения атмосферы
выбросами КС
Рис. 4.11. Накопительная доза диоксида углерода ССЬ при сжигании природного газа:... 115 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность проблемы. Современный уровень развития большей части отраслей промышленности и жилищно-коммунального хозяйства в определяющей мере характеризуется возрастающей динамикой потребления различных видов энергетических ресурсов. При этом доминирующую часть в них составляет природный газ. По данным ВТО доля природного газа в общем объеме потребления энергоресурсов странами Европы составляет 21%. Северной Америки 25%, Центральной и Юго-Восточной Азии 11%.
Такое положение объясняется высокими теплотехническими свойствами природного газа, а также, в значительной степени, высоким уровнем его экологической безопасности в сравнении с другими видами широко применяемых топлив - каменным углем и мазутом.
Основные месторождения чистого российского природного газа располагаются в регионах Западной Сибири - Уренгой, Ямбург, Бованенко и др. Его транспортирование в европейские регионы России и зарубежным потребителям осуществляется развитыми магистральными системами газоснабжения общей протяженностью около 1,2 млн. км. Для перекачивания природного газа в них используется 250 компрессорных станций, оснащенных газоперекачивающими агрегатами общей мощностью 42,6 млн. кВт ч. В зависимости от конструктивных особенностей, на обеспечение их работы расходуется от 5 до 20% перекачиваемого газа, сжигаемого в качестве топливного газа в газотурбинных установках компрессорных станций. В связи с этим, компрессорные станции магистральных газотранспортных систем являются мощными источниками загрязнения воздушного бассейна в зонах расположения КС и в целом, атмосферного воздуха продуктами сгорания природного газа.
Наиболее токсичными компонентами, содержащимися в выбросах дымовых газов газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций, являются оксид N0 и диоксид азота N02. В выбросах большинства компрессорных станций преобладает оксид азота, характеризуемый менее жесткими гигиеническими требованиями по концентрациям. Однако установлено, что в атмосферных условиях происходит его постепенная трансформация в более токсичный диоксид N02- Последнее требует обязательного учета при оценке уровня воздействия компрессорных станций магистральных газотранспортных систем на окружающую среду при их проектировании и эксплуатации. Значение данного условия особенно возросло в связи с ратификацией России Киотского протокола,

поверхность контакта фаз, отнесенная к единице рабочего объема аппарата, м2/м3. При выражении А в кг/м3 К0б выражается в с'1 или ч'1.
При рассмотрении массопереноса в пределах каждой фазы справедливо уравнение (2.9). При этом коэффициент пропорциональности кг или кж является коэффициентом массоотдачи или частым коэффициентом массопередачи в соответствующей фазе. Разность концентраций в каждой фазе отдельно является частной движущей силой процесса Дч. Коэффициент массоотдачи имеет те же размерности что и коэффициент массопередачи.
Связь между коэффициентом массоотдачи и массопередачи выражается следующим образом:
1/К = l/kr+ ш/кж (2.10)
где m - величина, характеризующая равновесие в системе газа-абсорбент. Слагаемое первой части уравнения (2.10) представляют собой сопротивление переходу кислых газов в газовой и жидкой фазах соответственно.
При абсорбции кислых газов соотношение сопротивления фаз зависит от целого ряда обстоятельств (тип абсорбента, степень его насыщенности кислыми газами, тип абсорбента и режим его работы температура и т.д.).
При наличии прямой линии равновесия в системе га-жидкость величина m = const. В случае, если линия равновесия не прямолинейна, в качестве ш надо брать тангенс угла наклона касательной к линии равновесия в данной точке. При расчетах берут средние значения m или разделяют аппарат по высоте на несколько участков, считая ш постоянным в пределах каждого участка.
Движущая сила не остается постоянной по высоте аппарата. Среднелогарифмическая движущая сила определяется по формуле:
2,31g(A„ ~Авых)
Выражение (2.11) достаточно точно в случае прямолинейности линии равновесия и рабочей линии и постоянства коэффициента массопередачи по высоте абсорбера. При значительном отклонении линии равновесия от прямой справедлив следующий метод расчета. Выражение (2.9) может быть записано в виде:
М = К • Н • S • f ■ кср (2.12)
где Н - рабочая высота абсорбера; S - площадь поперечного сечения абсорбера; /- удельная поверхность насадки.
Аср=^ггт:—ejir—; (2Л1)