Разработка комплексной технологии совершенствования экологической безопасности судовых энергетических установок

• Автор: Стаценко, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 323 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Г ЗАГРЯЗНЕНИЕ МОРСКОЙ СРЕДЫ С СУДОВ
1.1. Загрязнение нефтепродуктами
1.2. Загрязнение сточными водами
1.3. Загрязнение мусором
1.4. Загрязнение атмосферы
2. КОНЦЕПЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК (СЭУ)
2.1. Нормирование сбросов и выбросов
2.2. Уровни экологической безопасности СЭУ
2.3. Подходы к решению проблемы повышения экологической безопасности СЭУ
2.3.1. Снижение сбросов нефтесодержащих вод
2.3.2. Снижение сбросов сточных вод
2.3.3. Снижение токсичности газовых выбросов
2.4. Комплексная система экологической безопасности
судовых энергетических установок
2.5. Основные положения концепции экологической безопасности СЭУ
2.6. Основные направления и задачи исследований
3. ЖИДКОСТНАЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ СЭУ
3.1. Способы очистки дымовых газов
3.2. Анализ эффективности жидкостных нейтрализаторов
3.3. Конструкции жидкостных пленочных
нейтрализаторов
3.3.1. Аппараты с восходящим течением жидкости
3.3.2. Аппараты с нисходящим и горизонтальным
течением жидкости
3.4. Исследование гидродинамических характеристик жидкостных нейтрализаторов
3.4.1. Обзор литературы
3.4.2. Результаты исследований нейтрализатора НГЖ
3.4.3. Результаты исследований нейтрализаторов
НГЖ-3 и НГЖ
3.4.4. Результаты исследований нейтрализатора НГЖ
3.4.5. Результаты исследований нейтрализатора НГЖ
3.4.6. Выводы
3.5. Исследование тепло - и массообмена
в пленочных жидкостных нейтрализаторах

3.5.1. Обзор литературы
3.5.2. Описание стенда КМА
3.5.3. Методика измерения параметров и
обработки результатов
3.5.4. Результаты исследования теплоотдачи
3.5.5. Результаты исследований абсорбции газов
3.5.6. Теоретическое исследование абсорбции
3.5.6.1. Диффузионная модель массобмена
3.5.6.2. Анализ массообмена при прямоточном восходящем течении пленки воды
3.5.7. Выводы
3.6. Натурные испытания жидкостных нейтрализаторов
3.6.1. Результаты испытаний нейтрализатора НГЖ
3.6.2. Результаты испытаний нейтрализатора НГЖ
3.6.3. Схемы применения жидкостных нейтрализаторов
3.6.4. Нейтрализация абсорбирующей жидкости
3.6.5. Выводы
3.7. Выводы по главе
4. КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД
4.1. Обзор литературы по теплоотдаче при парообразовании
и кипении
4.2. Методика экспериментального исследования процесса парообразования и теплоотдачи при кипении растворов
на горизонтальных трубах
4.2.1. Экспериментальная установка
4.2.2. Методики измерения основных величин
4.3. Экспериментальное исследование парообразования при кипении растворов
4.3.1. Визуальные наблюдения
4.3.2. Экспериментальное исследование скорости роста парового пузыря
4.3.3. Отрывной диаметр и относительная частота генерации парового пузыря
4.3.4. Сопоставление и обобщение экспериментальных данных
4.4. Результаты исследования теплоотдачи при кипении растворов
4.4.1.Теплота, отводимая паровыми пузырями
4.4.2.Влияние добавок ДАВ
4.4.3. Солесодержание раствора
4.4.4. Влияние вязкости раствора ПВС7/2
4.4.5. Влияние концентрации растворов ИаС1
4.4.6. Критериальные обобщения

4.5. Результаты исследования кипения раствора октадециламина
4.6. Рекомендации к расчету выпарных установок кипящего
типа с горизонтальными трубчатыми греющими элементами
4.7. Выводы по главе
5. ОГНЕВОЕ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ОБВОДНЕННЫХ ОСТАТКОВ
5.1. Анализ способов обезвреживания судовых сточных
и нефтесодержащих вод
5.2. Особенности сгорания обводненного
эмульгированного топлива
5.3. Влияние обводненности топлива на экологические показатели котельных установок
5.4. Способы и устройства приготовления эмульгированного топлива
5.4.1. Существующие устройства
5.4.2. Разработка схем и диспергаторов приготовления ВТЭ
5.4.3. Разработка дозаторов подачи водяной фракции
5.5. Исследования сжигания ВТЭ на лабораторном стенде
5.5.1. Описание стенда
5.5.2. Методики измерений и обработки результатов
5.5.3.Результаты температурных измерений
5.5.4. Интенсивность выгорания
5.6. Исследование сжигания ВТЭ на стендовом
котле КАВ16/16
5.6.1. Характеристика котла, методик измерения и расчета результатов
5.6.2. Влияние влагосодержания ВТЭ на теплоту сгорания и энтальпию уходящих газов
5.6.3. Результаты испытаний
5.7. Выводы по главе
6.ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОТЛОВ НА ВТЭ
6.1. Результаты испытания главного производственного котла КВГ-34К на РМБ “А.Чуев”
6.1.1. Характеристика котла, схема топливоподготовки
6.1.2. Методики измерений и обработки результатов
6.1.3. Влияние влагосодержания топливной эмульсии
на формирование факела
6.1.4. Теплотехнические характеристики котла
6.1.5. Выводы по испытаниям котла
6.2. Эффективность применения ВТЭ в котле типа КВГ-34К
6.2.1. Длина светящейся части факела

2.4. Комплексная система экологической безопасности судовых энергетических установок
Комплексный метод решения поставленной задачи позволяет одновременно производить эффективное снижение токсичности жидких сбросов в морскую среду и газовых выбросов в атмосферу от энергетичеких установок.
Аналогичный подход (комплексное использование морских, сточных и нефтесодержащих вод) использован д.т.н., профессором Ю.В.Якубовским при разработке схем получения пресной воды на судах и других морских производственных объектах с большим энергопотреблением и количеством экипажа [12,41]. В этой схеме на базе опреснительной установки мгновенного вскипания М5 применена приставка вертикально-трубного пленочного опреснителя, контактный подкислитель питательной воды (с использованием дымовых газов котла для снижения ее pH и уменьшения накипеобразования на поверхностях нагрева) и другие элементы.
При комплексном решении проблемы производство пресной воды увеличивается в 2...3 раза без существенного Повышения энергопотребления [41].
В настоящее время многие суда имеют системы пресной воды для обеспечения различных технических целей (мытье, смыв, обогрев и др.). Часто запаса пресной воды не хватает, а опреснительные установки обычно не обеспечивают потери в пресной воде. Использование такой воды уменьшает отложения и коррозию на поверхностях трубопроводов. Применение морской воды сокращает срок эксплуатации этих систем (особенно для горячей морской воды) до 3...5 лет.
Сточные воды на судах обычно имеют низкое солесодержание. Наши измерения в разных помещениях (отсеках) на рыбомучной базе “В.Чернышев” показали, что солесодержание этих вод составляет от 1...2 до 4...5,6 г/л (таблица 1.2, [8,53]) при солесодержании морской воды 35 г/л. Эти данные позволяют предложить использование метода выпаривания для концентрирования сточных вод. При этом возможно назначение повышенных параметров по давлению испарения (до 100... 150 кПа) и кратности упаривания до (/пит/СраС=10...20. В опреснительных установках, где происходит кипение морской воды, давление обычно поддерживается в пределах 5...20 кПа (условия вакуума) и кратность упаривания составляет 1,4...2. Эти режимные параметры определяются высокой минерализацией морской воды. Повышенное давление увеличивает скорость деструкции поверхностно-активных веществ в сточной воде (см. гл. 4), а также обеспечивает ее термическое обеззараживание. При этом за счет повышения интенсивности теплообмена уменьшается габарит выпарной установки. Повышение кратности упаривания уменьшает объем продувочной воды. Аналогичные выпарные установки (ВУ) разработаны для снижения стоков химических производств [74]. В этих схемах возможно получение твердого остатка.