Навігація
Головна
Абсорбційна очистка викидівГранично допустимі викиди шкідливих речовинМетодика розрахунку викидів за характеристиками обладнанняТермохімічне знешкодження газових викидівдругий. ЗАХИСТ АТМОСФЕРИ ВІД ВИКИДІВ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИНФлотаційна очистка стічних водЕлектрохімічна очистка стічних водПлата за викиди від стаціонарних джерелМетоди фізико-хімічної очистки стічних водОЧИЩЕННЯ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ
 
Головна arrow Екологія arrow Теоретичні основи захисту навколишнього середовища
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Конденсаційна очистка викидів

Конденсаційну обробку отбросних газів зазвичай включають в технологічний цикл, якщо процес супроводжується відчутними втратами проміжних або кінцевих продуктів. Часто за допомогою конденсації уловлюють і повертають у технологічний процес пари розчинників, що видаляються з поверхні виробів після нанесення функціональних, захисних і фарбувальних шарів. Іноді конденсацію застосовують для вилучення з газового потоку цінних (дорогих) або особливо небезпечних речовин.

При економічно і технічно прийнятні параметри робочого середовища можна перевести в конденсована стан пари легкокипящих з'єднань (зазвичай використовуваних як розчинники) з концентраціями не нижче 5 ... 10 г / м 3. Конденсація розбавлених забруднювачів представляє технічно складне завдання і вимагає значних витрат.

Конденсація парів будь-яких речовин відбувається при їх контакті з поверхнями, температура яких нижче температури насичення парів. Особливість такого процесу теплообміну полягає в тому, що теплота відводиться від газової суміші при постійній температурі і поширюється не в одній, а в двох фазах.

Ступінь уловлювання (глибина добування) забруднювача залежить від ступеня охолодження і стиснення газових викидів. У виробничих умовах температуру і тиск приймають такими, щоб енерговитрати на конденсацію складали незначну частку загальних витрат на технологію. Тому ступінь вилучення навіть дорогих продуктів призначають невисокою, як правило, в межах 70 ... 80%. З цієї ж причини використовувати конденсацію в якості самостійного засоби санітарного очищення (тобто з глибиною витягання до санітарних норм) неприйнятно.

У той же час конденсаційна обробка може успішно застосовуватися в багатоступеневих схемах очищення викидів. Існують три напрямки в області газоочистки, де конденсація необхідна:

попереднє осадження основної маси парів забруднювачів перед адсорберами при високому ступені забруднення викидів;

парціальний витяг парів, що містять сполуки фосфору, миш'яку, важких металів, галогенів перед термообезврежіваніем суміші забруднювачів;

конденсація забруднювачів після хімічної обробки з метою переведення в легкоконденсіруемие з'єднання, наприклад після хемо-сорбційних апаратів.

Конденсація може бути застосована для обробки систем, що містять пари речовин при температурах, досить близьких до їхньої точки роси. Цей метод найбільш ефективний у разі вуглеводнів та інших органічних сполук, що мають досить високі температури кипіння і присутніх у газовій фазі у відносно високих концентраціях. Для видалення забруднювачів, що мають достатньо низький тиск пари при звичайних температурах, можна використовувати конденсатори з водяним і повітряним охолодженням. Для більш летких розчинників можлива двостадійна конденсація з використанням водяного охолодження на першій стадії і низькотемпературного - на другій. Максимальне зниження змісту інертних або неконденсуючий газів в оброблюваної суміші дозволяє полегшити проведення процесу конденсації і підвищити її економічну ефективність, оскільки дає можливість виключити необхідність охолодження до дуже низьких температур, відповідних точці роси.

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Конденсація може бути застосована для попередньої обробки газів, при якій виділяються цінні розчинники і зменшується кількість забруднювачів перед подальшою стадією обробки. Парциальная конденсація може знайти застосування в тих випадках, коли оброблюваний газ не викидається, а знову повертається в процес або використовується в процесі допалювання. Попередня обробка конденсацією доцільна в тих випадках, коли перед основною обробкою газовий потік необхідно охолодити, наприклад, при здійсненні адсорбції.

Розрізняють два види конденсації на твердих поверхнях. При першому, званому крапельної конденсацією, на активних випадково розташованих точках поверхні спочатку утворюється мала крапелька, яка росте в розмірі до тих пір, поки не скочується вниз під впливом сили тяжіння, причому якщо тверда поверхня не змочується утворилася рідиною, то відрив краплі конденсату від поверхні відбувається раніше, і крапля дрібніше. Чим вище температура переохолодження стінки, тобто t ст - t н <0, тим більше таких активних точок - центрів конденсації, тим інтенсивніше зростання крапель за розміром.

Другий тип конденсації називається плівковим. При високій інтенсивності крапельної конденсації краплі з'єднуються, формуючи плівковий режим течії конденсату. При контакті зі стінкою температура конденсату стає рівною tст. Одночасно на поверхні контакту плівки з парою відбувається фазовий перехід при температурі, що дорівнює температурі насичення

Температура насичення (кипіння, конденсації) залежить від тиску. На практиці конденсируемой пар містить якусь кількість неконденсуючий газів (наприклад, повітря). У процесах розділення газових сумішей на компоненти має місце конденсація одного якогось компонента з суміші парів.

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

При охолодженні багатокомпонентної газової суміші, що містить звичайні не конденсується гази, охолодження суміші спочатку відбувається за рахунок конвекції, а теплосодержание передавальної поверхні (стінка труби в поверхневому конденсаторі або крапля або плівка хладоагента при безпосередньому контакті) зменшується до тих пір, поки газова фаза Не насититься одним або декількома з її конденсованих компонентів. При додатковому охолодженні конденсовані гази дифундують до тепло передавальної поверхні, де відбувається їх конденсація з виділенням прихованої теплоти. Початкова точка роси або температура насичення для кожного компонента може бути визначена з кривої залежності температури від тиску пари для даного компонента при відомій величині його мольної частки в парах:

(7.90)

де у А - мольна частка компонента А в парах; Р - сумарне абсолютне тиск газу; р А - парціальний тиск компонента A в парах.

Компонент A починає конденсуватися, коли температура газу знижується до температури насичення, при якій компонент А має тиск пари, що дорівнює тиску насичення.

Після початку конденсації температура газу буде знижуватися тільки в міру відведення відповідної кількості теплоти і прихованої теплоти, внаслідок якого в процесі зниження температури газ залишатиметься насиченим компонентом А.

Оскільки пари речовини А повинні дифундувати до теплопередающей поверхні, процес контролюється тепло- і массопереносом. У системі, яка містить інші конденсуються компоненти (В, С і т.д.), кожний з цих компонентів почне конденсуватися тоді, коли газ стане насичений цим компонентом при температурі насичення.

Для визначення температури, до якої треба охолодити газ, щоб досягти після обробки необхідного змісту компонента А, використовується рівняння Дальтона і Рауля:

(7.91)

де v A - допустима об'ємна частка компонента А в газових викидах; y А - допустима мольная частка компонента А у викидах; Р - абсолютне парціальний тиск газу; - парціальний тиск пари компонента А при насиченні.

Необхідна температура газу являє собою температуру, при якій тиск пари компонента А дорівнює величині на кривій тиску пари. У присутності кількох компонентів уловлювання здійснюється по компоненту, який вимагає найбільш низької температури.

Особливості тепловіддачі при зміні агрегатного стану речовини в процесі конденсації можуть бути враховані критерієм, що враховує теплоту зміни агрегатного стану.

Кількість теплоти, переданої рідини від пари при його конденсації через елементарну площадку dS протягом 1 год, складе

(7.92)

де r - теплота пароутворення; ρ - щільність рідини; w - лінійна швидкість рідини, що утворюється при конденсації пари і протікає через площадку dS.

Ця кількість теплоти відводиться від майданчика dS в масу рідини теплопровідністю і може бути визначене на підставі закону Фур'є як

(7.93)

де λ - коефіцієнт теплопровідності; dt / dx - зміна температури t по осі х.

Зіставлення двох останніх рівностей дає

або

(7.94)

Замінюючи в останній рівності ставлення λ / ρ твором коефіцієнта температуропровідності рідини а на її теплоємність с, отримаємо рівняння, що характеризує умови на межі розділу фаз при конденсації:

(7.95)

Шляхом перетворень виразу (7.95) методами теорії подібності можна отримати критерій

(7.96)

де l - характерний лінійний розмір, що не орієнтований в певному напрямку.

Цей критерій можна представити у вигляді добутку двох безрозмірних комплексів (критеріїв), причому в першому комплексі температуру t замінюють деякою різницею температур Δt.

(7.97)

де величина Δt являє собою різницю між температурою фазового перетворення (конденсації) і температурою однієї з фаз, а твір сΔt є теплотою переохолодження аналізованої зони щодо температури фазового перетворення.

Критерій r / (cΔt) є мірою відносини теплоти, що йде на зміну агрегатного стану речовини, до теплоти переохолодження однієї з фаз щодо температури фазового перетворення (конденсації).

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Cхожі теми

Абсорбційна очистка викидів
Гранично допустимі викиди шкідливих речовин
Методика розрахунку викидів за характеристиками обладнання
Термохімічне знешкодження газових викидів
другий. ЗАХИСТ АТМОСФЕРИ ВІД ВИКИДІВ ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН
Флотаційна очистка стічних вод
Електрохімічна очистка стічних вод
Плата за викиди від стаціонарних джерел
Методи фізико-хімічної очистки стічних вод
ОЧИЩЕННЯ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ
 
Дисципліни
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук