Войнов Н.А., Сугак Е.В. ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В

получением таких ценных продуктов, как эфирные масла, натуральный
лимонный сок и последующим использованием отходов в качестве
кормовых добавок значительно снижается себестоимость пектиновых
веществ, что дает возможность получать их в республике, и не только
отказаться от их импорта, но и начать экспорт в СНГ и страны ЮгоВосточной Азии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Рузинов Л.П. Статистические методы оптимизации химических процессов.
М.-Л., 1989.
Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.;
Л., 1985.
Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и
химической технологии. М., 1985. С. 158–168
Лазуревский Р.В., Терентьева И.В., Шашмурин А.А. Практические работы
по химии природных соединений. М., 1968. 111 с.
Ермаков Л.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. и др. Методы биохимических
исследований растений. М., 1987, 133 с.
Нученбаев М., Иванов А.З. Основы планирования научноисследовательского эксперимента. Ташкент, 1993. С. 258–266.
Закчейли А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических
процессов. М., 1982. 288 с.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
В ДИСПЕРСНО-КОЛЬЦЕВОМ ПОТОКЕ
Н.А. Войнов1, Е.В. Сугак2
1
Сибирский государственный технологический университет,
пр. Мира, 82, Красноярск, 660049 (Россия)
e-mail: [email protected]
2
Сибирская аэрокосмическая академия им. академика
М.Ф. Решетнева, Красноярск (Россия) e-mail: [email protected]
На предприятиях гидролизной, лесохимической и целлюлознобумажной
отраслей
промышленности
из-за
несовершенства
технологических процессов и оборудования в атмосферу поступают
285
выбросы, содержащие различные по токсичности газы, пары
органического происхождения, мелкодисперсные капли жидкости и
твердые частицы.
Вредные примеси, выделяемые в атмосферу предприятиями
отрасли, можно условно разделить на следующие группы: твердые
частицы; аэрозоли щелочей и кислот; кислые компоненты (SO2, SO3,
CO2, H2S); оксиды азота; оксиды углерода; соединения хлора (Cl2, ClO2,
HCl); аммиак и другие азотные соединения; метилсернистые
соединения; скипидар; спирты; фурфурол; метанол и др. Большинство
промышленных
выбросов
предприятий
отрасли
имеют
многокомпонентный состав, что осложняет их очистку и требует
оптимального решения в каждом конкретном случае.
Кроме того, объемные выбросы предприятий химической и
биохимической переработки древесины содержат смесь газов с низкой
концентрацией, что обусловливает их невысокую растворимость,
требует больших расходов абсорбентов и применения аппаратов с
высокой производительностью. Пылегазовые выбросы содержат
большой процент пыли с диаметром частиц менее 2 мкм, очистка
которых в обычных аппаратах малоэффективна. Сложность
организации очистки газов на предприятиях
гидролизной
промышленности заключается также в необходимости одновременного
удаления из газа газообразных и дисперсных (твердых или жидких)
компонентов при поддержании оптимальной температуры процесса.
Сравнительный
анализ
известных
методов
очистки
(абсорбционных, адсорбционных, каталитических и термических)
показывает, что для осуществления комплексной очистки газа наиболее
приемлем абсорбционный («мокрый») способ. Мокрая очистка не
требует
дополнительной
подготовки
газов
и
применения
дорогостоящих
катализаторов
или
адсорбентов,
позволяет
одновременно проводить очистку от газовых выбросов и дисперсных
частиц при оптимальном температурном режиме.
Наиболее эффективно использование пленочного способа
обеспечения контакта газа с жидкостью, стекающей в виде пленки по
твердой поверхности. Особый практический интерес для повышения
интенсивности массообменных процессов в пленочных трубчатых
аппаратах представляет режим с высокой интенсивностью
взаимодействия фаз, т.е. дисперсно-кольцевой режим. Увеличение
площади поверхности контакта фаз за счет интенсивного
286
волнообразования и дробления пленки в турбулентном режиме
является одним из перспективных способов повышения эффективности
работы пленочных массообменных аппаратов при очистке газовых
выбросов.
В
этой
связи
изучены
основные
закономерности
гидродинамических, тепло- и массообменных процессов в жидкой и
газовой фазах при восходящем и нисходящем дисперсно-кольцевом
течении газожидкостного потока [1–8]. Получены зависимости для
определения области дисперсно-кольцевого режима, доли уноса,
средней
толщины
пленки,
коэффициентов
гидравлического
сопротивления, тепло- и массоотдачи и расчета эффективности
улавливания дисперсных частиц пленкой и каплями жидкости.
Проведены опытно-промышленные исследования очистки газовых
выбросов известковой печи АО «Красноярский БХЗ». На основании
полученных данных рассчитан промышленный пленочный трубчатый
аппарат для очистки 30000 м3/ч газа известковой печи, разработана
технологическая схема (рис.) и рабочие чертежи. Некоторые
результаты исследований представлены в таблице.
7
Газ на очистку
Известь
4
Известковое
молоко
Вода
Теплоноситель
2
1
Теплоноситель
5
Очищенный газ
6
3
Технологическая схема очистки дымовых газов известковой печи:
1 – пленочный абсорбер; 2 – сборник; 3 – насос; 4 – отстойник;
5 – гидроциклон; 6 – шламосборник; 7 – вентилятор
287
Результаты опытно-промышленных испытаний
До
После ЭффективПримечание
очистки очистки ность, %
Гладкая труба диаметром d = 102 мм, длиной L = 3 м
Расход жидкости
3,5 м3/ч, извести –
1. Концентрация пыли, мг/м3
18
3,6
80,0
0,5 кг на 50 л
2. Концентрация NO2, мг/м3
29
5,0
82,8
воды, скорость
3. Концентрация SO2, мг/м3
76
13
82,9
газа 10–15 м/c
Винтовая шероховатость (h = 3 мм, s/h = 8), d = 102 мм, L = 3 м
1. Концентрация пыли, мг/м3
19
0,95
95,0
2. Концентрация NO2, мг/м3
29
3
89,7
3. Концентрация SO2, мг/м3
80
8
90,0
№ Наименование показателя
Исследован процесс очистки воздуха пленкой воды от дрожжевой
пыли в дрожжевом цехе АО «Красноярский БХЗ» и разработаны
технические требования для проектирования. Опробирован вариант
очистки отработанного газа ферментеров от частиц субстрата и
углекислого газа в пленочном абсорбере при дисперсно-кольцевом
режиме, внедрение
которого
позволит
исключить
выброс
загрязненного газа в атмосферу.
Разработанные авторами пленочные аппараты и технологические
схемы для очистки промышленных газовых выбросов обладают
высокой эффективностью, большой пропускной способностью по газу
и жидкости, сравнительно малыми размерами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
288
Сугак Е.В., Войнов Н.А., Николаев Н.А. Очистка газовых выбросов в
аппаратах с иненсивными гидродинамическими режимами. Казань, 1999.
224 с.
Войнов Н.А., Сугак Е.В., Николаев Н.А., Воронин С.М. Пленочные
биореакторы. Красноярск, 2001. 252 с.
Сугак Е.В., Войнов Н.А., Степень Р.А., Житкова Н.Ю. Очистка
промышленных газов от газообразных и дисперсных примесей // Химия
растительного сырья. 1998. №3. С. 21–34.
Сугак Е.В. Моделирование и интенсификация процессов очистки
промышленных газовых выбросов в турбулентных газодисперсных
потоках: Дис. … докт. техн. наук. Красноярск, 1999. 320 с.
Сугак Е.В., Житкова Н.Ю., Войнов Н.А. Расчет брызгоуноса при
дисперсно-кольцевом режиме // Вестник СибГТУ. 2000. №1. C. 124–132.
Сугак Е.В., Житкова Н.Ю., Войнов Н.А. Расчет брызгоуноса при
дисперсно-кольцевом режиме течения газожидкостных потоков // Тепло- и
массообмен в химической технологии: Тез. докл. Всерос. науч конф.
Казань, 2000. С. 144–145.
7.
8.
Сугак Е.В., Войнов Н.А., Житкова Н.Ю. Очистка газовых выбросов от
высокодисперсных частиц в дисперсно-кольцевом потоке // Химия
растительного сырья. 2000. №4. С. 85–101.
Войнов Н.А., Сугак Е.В., Войнов А.Н. Особенности очистки газовых
выбросов предприятий по переработке растительного сырья // Проблемы
экологии и развития городов: Сб. мат. 2-й Всерос. науч.-практ. конф.
Красноярск, 2001. Т. 1. C. 149–154.
НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА
ЭКСТРАГИРОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Ю.Л. Юрьев, А.В. Растяпин
Уральский государственный лесотехнический университет,
Сибирский тракт, 35, Екатеринбург (Россия)
e-mail: [email protected]
В настоящее время одним из распространенных способов
переработки видов растительного сырья, позволяющих получать
биологически активные препараты и алкогольную продукцию, является
экстрагирование водными растворами этилового спирта.
Распространено мнение, что интенсификация массообмена путем
нагревания экстракционной смеси до температуры, превышающей
40…45°С, неприменима. Данное утверждение связывалось со
значительными потерями биологически активных компонентов сырья
вследствие их испарения и термической деструкции, что снизит
качество получаемых экстрактов.
Проведенный нами анализ физических и химических свойств
экстрактивных и основных действующих биологически активных
веществ, анализ стандартных методик по их количественному
определению, а также анализ известных способов получения
биологически активных препаратов некоторых видов растительного
сырья, дал основания предполагать, что распространенное утверждение
относительно негативного влияния повышенной температуры на
качество экстрактов справедливо не для всех видов растительного
сырья.
289