Абсорбционная очистка от сероводорода дымовых газов содорегенерационного котлоагрегата сульфатцеллюлозного производства в струйном газопромывателе

• Автор: Протодьяконова, Ольга Игоревна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР, ОБОСНОВАНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИИ
1Л. Проблемы технологии абсорбционной очистки дымовых
газов содорегенерационного котлоагрегата от сероводорода
1.2. Проблемы теоретического анализа абсорбции сероводорода в струйном газопромывателе
1.3. Основные задачи диссертации
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ГАЗОЖИДКОСТНОГО ПОТОКА В СТРУЙНОМ ГАЗОПРОМЫВАТЕЛЕ
2.1. Модель свободного факела распыленной жидкости
2.2. Влияние полидисперсности потока капель на гидродинамику газожидкостной струи
2.3. Экспериментальное исследование газожидкостной струи,
образованной цельнофакельной форсункой
2.4. Модель стесненного факела распыленной жидкости
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВА-
НИЕ АБСОРБЦИИ СЕРОВОДОРОДА В СТРУЙНОМ ГАЗОПРОМЫВАТЕЛЕ
3.1. Модель совместной абсорбции сероводорода и диоксида
углерода в движущейся капле щелочного раствора .
3.2. Модель абсорбционной очистки дымовых газов содоре-
генерационного котлоагрегата от сероводорода в струйном газопромывателе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Тема диссертационной работы связана с решением актуальной проблемы снижения выбросов сероводорода, поступающего в атмосферу с дымовыми газами содорегенерационных котлоагрегатов сульфатцеллюлозного производства.
В первой главе диссертации рассматриваются возможные пути снижения указанных вредных выбросов, а также те технологические преимущества, которые дает использование абсорбционной очистки в струйных газопромывателях для решения данной проблемы.
Среди вопросов, связанных с технологией абсорбционной очистки, подробно рассматривается возможность снижения удельного расхода гидроксида натрия, анализируются недостатки существующих подходов к моделированию и расчету абсорбционной очистки от сероводорода газовых выбросов целлюлозно-бумажного производства и обосновывается необходимость использования для решения указанных задач моделей, базирующихся на современных представлениях механики двухфазных дисперсных систем.
В конце главы формулируется совокупность задач диссертации, решение которых позволяет создать основу расчета эффективной очистки от сероводорода дымовых газов содорегенерационного котлоагрегата в струйном газопромывателе сульфатцеллюлозного производства.
Вторая глава диссертации посвящена подробному теоретико-экспериментальному исследованию гидродинамики газожидкостного потока в струйном газопромывателе. Цель этого исследования — построение гидродинамической составляющей разрабатываемой модели абсорбционной очистки от сероводорода для рассматриваемых условий течения газожидкостного потока.
В этой главе дается теоретический анализ формирования и развития газожидкостной струи, вытекающей из цельнофакельной форсунки струйного

газопромывателя, разрабатывается модель свободной полидисперсной газожидкостной струи и на ее основе — модель стесненного газожидкостного потока в струйном газопромывателе. Приводится описание опытной установки и данных экспериментального гидродинамического исследования, проведенного в диссертационной работе с целью подтверждения правомерности полученных теоретических результатов.
Третья, завершающая глава диссертации посвящена теоретическому описанию абсорбции сероводорода и диоксида углерода в капле щелочного раствора, которая составляет важный элемент рассматриваемой двухфазной дисперсной системы, а также построению дискретной одномерной модели абсорбционной очистки от сероводорода дымовых газов в струйном газопромывателе с учетом разработанной модели переноса в капле и полученных в диссертации результатов гидродинамического исследования.
Автор выносит на защиту:
1. Модель свободной полидисперсной газожидкостной струи, позволяющую определять траектории и время движения капель разных размеров, рассчитывать ее гидродинамические характеристики без предварительного задания границ струи.
2. Результаты экспериментального исследования гидродинамики свободной газожидкостной струи.
3. Модель стесненного газожидкостного потока, учитывающую особенности его течения в каждой из характерных зон струйного газопромывателя.
4. Модель совместной абсорбции сероводорода и диоксида углерода в движущейся капле щелочного раствора.
5. Модель абсорбционной очистки дымовых газов от сероводорода в струйном газопромывателе.

уменьшается, при построении модели естественно воспользоваться допущением о том, что в пределах изменения величины (3 от 0,02 до 0,003 изменение средних размеров капель можно считать пренебрежимо малым.
С целью учета неравномерности распределения плотности орошения по сечению факела струи разобьем факел конусными поверхностями на п отдельных струй, внутри которых остается постоянный расход жидкости (рис. 7), т. е. для произвольной г-той струи выполняется условие:
Gj = const, (2.1.3)
где Gi — массовый расход жидкости, кг/с.
Определим изменение количества движения газового потока вдоль оси Z внутри г-той струи. С этой целью выделим тонкий слой конуса высотой dz, как это показано на рис. 7. Рассмотрим сечение указанного слоя в плоскости, проходящей через ось Z (рис. 8). Будем полагать, что в каждом г-том слое скорость газа v,-, давление газа Р, постоянны.
Изменение количества движения газового потока от сечения аЪ к сечению cd является следствием трех причин: напряжения, возникающего при торможении жидкости, переноса части импульса за счет смещения газового потока через боковые поверхности bd и ас в сторону оси Z, а также перепада давления АР на участке Az-
С учетом сказанного для изменения количества движения в выделенном г-том слое конуса можно записать следующее уравнение:
A(pQ.v.) + pv .M,AQy- р v ,AQy.+
zi' “ г z,i + l 3£,г,1 + 1 *г zi
+ S.AP.+G.Au .= 0, (2Л-4)
II I ZI ’

где рг — плотность газа, кг/м ; Si — площадь поперечного сечения ab, м ; vzi — скорость газа внутри г-того слоя, м/с; <2г, — объемный расход газа, проходящего через площадку S,, м3/сек; Д<2/1 + 1 и AQzj —соответственно часть объемного расхода газа, которая поступает в слой / из слоя г + 1 и часть объемного расхода газа, которая поступает из слоя / в слой г - 1; Р, — давление газа в слое г, н/м2; uzi — скорость жидкости вдоль оси Z, м/с.