Очистка газовых выбросов ТЭС, работающих на жидком и твердом топливе, в аппаратах вихревого типа

• Автор: Дмитриев, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 140 с.

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. Г азодинамика 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
5Л. 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
Основные выводы и результаты работы
Библиографический список
Приложения

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 компонентов в этих видах топлива. Такая ситуация предполагает разработку в самые кротчайшие 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, не могут быть использованы из-за низкой пропускной способности по газу. Единственным типом аппаратов позволяющим обеспечить заданные требования очистки являются полые вихревые аппараты, обладающие высокой пропускной способностью, малыми габаритами и низким гидравлическим сопротивлением.
В большинстве работ рассматривается движение твердых частиц сферической формы. Динамика капель и твердых сферических частиц может существенно отличатся по двум причинам: возникновение циркуляционных токов внутри капель и деформации формы капель. При трении поверхностных слоев капли о сплошную среду они перемещаются в направлении движения этой среды относительно капли, вовлекая в циркуляционное движение жидкость внутри капли. В условиях деформации капли на скорость их движения в сплошной среде может оказывать заметное влияние поверхностное натяжение на границе дискретного элемента и среды. Силы поверхностного натяжения стремятся минимизировать поверхность этого элемента, а значит сохранить его сферическую форму. Однако циркуляция слабо выражена в мелких (диаметр менее 1 мм) каплях из-за низкой относительной скорости дисперсной и сплошной фаз, а также из-за существенного внутреннего сопротивления циркуляции внутри мелкой капли.
Можно считать, что движение частиц в турбулентном газовом потоке складывается из поступательного движения под действием приложенных сил и хаотического движения под влиянием турбулентных пульсаций газа. Используя принцип аддитивности скоростей и движений, можно считать, что частица одновременно участвует в двух движениях и рассматривать их основные закономерности отдельно.
Анализ сил, действующих на каплю, при ее движении в вихревом аппарате, показывает, что на каплю могут действовать следующие силы [81.-84]: сила аэродинамического сопротивления, сила инерции присоединенной массы, сила тяжести, сила Архимеда, сила Басе-Буссинеска, сила Магнуса, сила Сеффмена, сила вызванная градиентом давления газа, реактивная сила Мещерского, сила Кориолиса.
Основной внешней силой, действующей на капали в потоке газа, является сила аэродинамического сопротивления: