Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Об'єкт розробки - система очищення технологічних газів Придніпровської ТЕС

Мета роботи - аналіз ефективності роботи існуючої системи пилогазоочищення та розробка пропозицій, щодо її модернізації.

В аналітичній частині виконано аналіз існуючої технології методів газоочищення на Придніпровській ТЕС, приведений опис кліматичних умов, географічного розташування даної ТЕС.

В спеціальній частині проаналізовано технологічне обладнання - різноманітні пиловловлювачі та фільтри, які доцільно використовувати для ефективного очищення технологічних викидів. Досконально розглянуто принцип роботи ТЕС і схему газоочищення.

ВСТУП

Енергетика ? це галузь господарства, котра охоплює енергетичні ресурси, добування, перетворення, передачу і використання різноманітних видів енергії.

Електрична станція - це сукупність установок, обладнання та апаратури, які використовуються безпосередньо для виробництва електричної енергії, а також необхідні для цього споруди та будівлі, розташовані на певній території. Тобто, підприємства, призначені для виробництва електричної енергії, називають електростанціями.

Теплоенергетика, як галузь народного господарства зародилася фактично в 20-му ст., більшу частину якого Україна входила до складу Радянського Союзу. Україна майже повністю копіювала динаміку господарства СРСР, а довготривалий період застою (від 60-х років) повністю відобразився в такому ж застої на Україні. Окремі злети в господарському розвитку України пояснюється тим, що її активно залучали до розв'язання всесоюзних програм, втому числі і енергетичної.

У розвитку та розміщенні господарства України важливу, часом вирішальну, роль відігравали позаекономічні фактори - військово-політичні чи навіть ідеологічні. Це деякою мірою стосується і підприємств енергетики, особливо атомної. На розміщення підприємств теплоенергетичної галузі все таки більшою мірою впливали економічні та природні фактори. Це пояснюється тим, що теплоенергетика має значний ступінь залежності від природних ресурсів.

Теплові електростанції (ТЕС) Перетворюють хімічну енергію палива (вугілля нафти, газу тощо) послідовно в теплову, механічну і електричну енергію. За енергетичним устаткуванням ТЕС поділяють на паротурбінні, турбінні та дизельні електростанції.

Теплові електростанції є основою електроенергетики. Паливо, що використовується на ТЕС - вугілля, природний газ, мазут, сланці, дрова. Підвищення одиничної потужності ТЕ1 обумовлює ріст абсолютної витрати палива окремими електростанціями.

Захист повітряного басейну від забруднення тонко-дисперсними пилами й летучою золою є одним з найважливіших питань охорони навколишнього середовища. Тепловими електростанціями й котельнями викидається шкідливих речовин в атмосферу близько 25% валового викиду промисловості регіону, це визначає різке підвищення санітарних вимог до очищення технологічних газів на електростанціях, що спалюють тверде паливо. Очищення технологічних газів від золи в основному здійснюється за допомогою електрофільтрів і золоуловлюючих апаратів мокрого очищення різних модифікацій.

Діюче газоочисне обладнання котлоагрегатів енергоблоків 150 Мвт Придніпровської ТЕС не задовольняє сучасним вимогам по ступені очищення технологічних газів від золи, крім того, якість твердого палива Донецького басейну, що поставляється на станцію, неухильно погіршується, що приводить до збільшення обсягів технологічних газів і концентрації золи в них. У зв'язку із цим назріла необхідність реконструкції існуючої системи газоочищення.

Метою даної роботи є вдосконалення системи газоочищення енергоблоків 150Мвт Придніпровської ТЕС, що дозволить зменшити вихідну запиленості технологічних газів.

У проекті розглядаються методи очищення технологічних газів різними установками, у тому числі технічні рішення по реконструкції існуючої газоочищення й технічні речення по впровадженню сучасних систем газоочищення розроблених спеціально для енергоблоків 150Мвт.

При порівнянні різних варіантів установок газоочищення з існуючою системою, двоступінчастим коагулятором Вентурі, одержить перевагу найбільш прийнятний варіант для стиснутих умов ПТЕС одноступінчастий коагулятор Вентурі із трубою прямокутного перетину. Для такого висновку в проекті будуть наведені необхідні розрахунки. Крім того для підвищення ступеня очищення технологічних газів у проекті передбачена розробка функціональної схеми системи авторегулювання, що забезпечить оптимізацію роботи системи газоочищення.

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Теплові електростанції

Теплові електростанції (ТЕС) перетворюють хімічну енергію палива (вугілля нафти, газу тощо) послідовно в теплову, механічну і електричну енергію. За енергетичним устаткуванням ТЕС поділяють на паротурбінні, турбінні та дизельні електростанції [1].

Паротурбінні електростанції (ТПЕС): котлоагрегати чи парогенератори, парові турбіни, турбогенератори, а також пароперегрівачі, постачальні, конденсаторні та циркуляційні ІМГПСІІ, конденсатори, повітро-підігрівачі, генератори, електричне обладнання. Паротурбінні електростанції поділяють на конденсаційні (КЕС) та теплоелектроцентралі (ТЕІД).

Теплоелектроцентралі (ТЕЦ) відпускають споживачам електроенергію та теплову енергію з парою або гарячою водою. На відміну від КЕС, на ТЕЦ перегріта пара не повністю використовується у турбінах, а частково відбирається для потреб теплофікації. Комбіноване використання тепла значно підвищує економічність теплових електростанцій та суттєво знижує вартість 1 кВт/год виробленої ними електроенергії.

Конденсаційні електростанції (КЕС) розрізняють за типом енергії, що відпускається (енергетичним призначенням). На КЕС тепло, яке отримали при спалюванні палива, передається у парогенератори водяної пари, котра потрапляє у конденсаційну турбіну. Внутрішня енергія пари перетворюється в турбіні у механічну енергію, а потім електричним генератором в електричний струм. Відпрацьована пара відводиться у конденсатор, звідки конденсат пари перекачується насосами знов у парогенератор.

У 50-70-х роках в електроенергетиці з'явилось електроенергетичне устаткування з газовою турбіною.

Газотурбінні електростанції (ГТЕС) використовуються як резервні джерела енергії (25-110 МВт) для покривання навантаження в години "пік" або у разі виникнення в енергосистемах аварійних ситуацій. Також застосовують комбінування парогазового обладнання (ПГО), в якому продукти спалювання та нагріте повітря потрапляють у газову турбіну, а тепло відпрацьованих газів використовується для підігріву води або виробництва пари для парової турбіни низького тиску. ККД ГТЕС звичайно становить 26-28%, потужність - до декількох сотень МВт.

Дизельна електростанція (ДЕС) - енергетична установка, устаткована одним або декількома електричними генераторами з приводом від дизелів. Великі ДЕС мають потужність до 5000 кВт і більше.

На стаціонарних дизельних електростанціях встановлюють 4-тактні дизель-агрегати потужністю від 110 до 750 кВт. Стаціонарні дизельні електростанції та енергопотяги устатковуються декількома дизель-агрегатами та мають потужність до 10 МВт. Пересувні дизельні електростанції мають потужність від 0,2 до 5000 кВт, а потужністю 25-150 кВт розташовуються звичайно в кузові автомобіля або на окремих шасі, або на залізничній платформі та вагоні. Дизельні електростанції використовують у сільському господарстві, в лісовій промисловості, у пошукових партіях тощо як основне, резервне або аварійне джерело електропостачання силових та освітлювальних мереж. На транспорті дизельні електростанції застосовуються як основне енергетичне обладнання (дизель-електровози, дизель-електроходи).

Теплові електростанції є основою електроенергетики. Паливо, що використовується на ТЕС - вугілля, природний газ, мазут, сланці, дрова. Підвищення одиничної потужності ТЕ (1 обумовлює ріст абсолютної витрати палива окремими електростанціями.

Теплові електростанції - Запорізька, Криворізька, Придніпровська, які входять до структури ПАТ «Дніпроенерго» є основними забруднювачами навколишнього середовища міст та районів їх розташування - Енергодару, Зеленодольську, Дніпропетровську. (див. табл..8.1).

Таблиця 1.1 - Загальні обсяги викидів в атмосферне повітря забруднюючих речовин від виробничих структурних підрозділів ПАТ «Дніпроенерго» за 2008-2011 рр.

Назва структурного підрозділу	Загальні обсяги викидів забруднюючих речовин, тонн
	2008 рік	2009 рік	2010 рік	2011 рік (І та ІІ кв.)
ВСП «Запорізька ТЕС»	79543,973	79222,182	99171,589	54417,875
ВСП «Криворізька ТЕС»	145994,424	133572,864	173414,943	90892,527
ВСП «Придніпровська ТЕС»	84460,853	79530,481	83072,123	42574,816

Враховуючі велику висоту труб (120-250 м) основних джерел викидів, великій обсяг викидів (від 80 до 173 тис тон на рік), недостатню ефективність очистки викидів, пилове та газове забруднення атмосфери поширюються на десятки, а при окремих гідрометеорологічних умовах, й на сотні кілометрів від джерел викидів даних ТЕС.

Так, Запорізька ТЕС є основним забруднювачем атмосферного повітря не тільки для міст Запорізької області - Енергодару, Дніпрорудного, Кам'янки Дніпровської, але й для великих промислових міст Дніпропетровської області - Нікополю, Марганцю, Орджонікідзе, які розташовані на відстані 7 - 15 кілометрів від ЗаТЕС.

Криворізька ТЕС значно впливає на забруднення атмосферного повітря таких міст Дніпропетровської області, як Зеленодольск, Апостолове, Велика та Мала Костромки, а також м. Високопілля Херсонскої області.

Придніпровська ТЕС є основним забруднювачем атмосферного повітря не тільки міста Придніпровська, але й обласного центру м. Дніпропетровська, а також прилеглих селищ міського типу - Ігрень, Рибальске, Одинківка, Олександрівка.

Тому їх природоохоронна діяльність знаходиться в центрі уваги не тільки центральних та місцевих органів влади, але також й громадських організацій та населення багатьох міст та районів, як мінімум, трьох областей України.

1.2 Принцип роботи ТЕС

Технологічна схема ТЕС (Рис. 1.1) відображає склад та взаємозв'язок її технологічних систем, загальну послідовність процесів, що протікають в них.

Рис. 1.1 - Технологічна схема ТЕС

До складу ТЕС входять: паливне господарство та система підготовки палива до спалювання; котельне обладнання - сукупність котла та допоміжного обладнання; установки водопідготовки та конденсато-очистки; система технічного водопостачання; система золошлаковидалення; електротехнічне господарство; система управління енергообладнанням [2].

Паливне господарство містить приймально-розвантажувальні прилади; транспортні механізми; паливні склади твердого та рідкого палива; прилади для попередньої підготовки палива (дробильні для вугілля). У склад мазутного господарства входять також насоси для перекачування мазуту та підігріванні.

Підготовка твердого палива до спалення складається з розмелу та сушіння його у пилоприготувальній установці, а підготовка мазуту полягає в його підігріві, очистці від механічних домішок, іноді і обробці спеціальними присадками. Підготовка газового палива в основному до регулювання тиску газу перед його до парогенератора.

Необхідне для горіння палива повітря подається до котла вентиляторами. Продукти спалювання палива - димові. Вони відсмоктуються димососами та відводяться через димові труби в атмосферу. Сукупність каналів (повітроводів і газоходів), елементів обладнання, по яких проходять повітря та димові МІ НІ, утворюють газоповітряний тракт теплової електростанції. Димососи, які входять до його складу, димова труба та дуттьові вентилятори складають тягодуттьову установку.

Горіння палива і негорючі (мінеральні) домішки, які входять до його складу, зазнають фізико-хімічних перетворень та з котла частково у вигляді шлаку, а значна їх частина димовими газами у вигляді дрібних частинок золи. Для атмосферного повітря від викидів золи перед димососами (для запобігання їх золотого зносу) встановлюють золоуловлювачі. Шлак та уловлена зола видаляються звичайно гідравлічним способом за межі території електростанції на золовідвали. При спалюванні мазуту та газу золоуловлювачі не встановлюються.

При спалюванні палива хімічно зв'язана енергія перетворюється в теплову, утворені продукти спалювання, котрі у поверхнях підігріву котла віддають теплоту воді та парі, яка з неї утворюється. Сукупність обладнання, окремих його елементів, трубопроводів, по яких рухається вода та пара, утворює водопаровий тракт станції.

У котлі вода нагрівається до температури насичення, випаровується, а утворена з киплячої (котлової) води насичена пара перегрівається. З котла перегріта пара (t~540°C) направляється по трубопроводах у турбіну, де її теплова енергія перетворюється в механічну (тиск 3,5-6,5 кПа), що передається валу турбіни. Відпрацьована в турбіні пара потрапляє до конденсатора, віддає теплоту охолоджувальній воді і конденсується.

На сучасних теплових електростанціях з агрегатами одиничної потужності 200 МВт та вище застосовують проміжний перегрів пари. В цьому випадку турбіна має дві частини: ступінь високого та ступінь низького тиску. Відпрацювавши у ступені високого тиску турбіни, пара направляється в проміжний перегрівник, де до нього додатково підводиться теплота. Далі пара знов повертається у турбіну, у частину низького тиску, а з неї потрапляє до конденсатора. Проміжний підігрів пари підвищує ККД турбінної установки та підвищує надійність її роботи. З конденсатора конденсат відкачується конденсатним насосом та, пройшовши підігріванні низького тиску (ПНТ), потрапляє у деаератор. Тут він нагрівається парою до температури насичення, при цьому з нього виділяються в атмосферу кисень та вуглекислота для захисту обладнання від корозії. З деаератора деаерована вода, що називається живильною водою, прокачується живильним насосом через підігріванні високого тиску (ПВТ) і подається до котла.

Конденсат у ПНТ та деаераторі, а також живильна вода у 11ВТ підігріваються парою, що відбирається у турбіни. Такий спосіб підігріву означає повернення (регенерацію) теплоти у цикл і називається регенеративним підігрівом. Завдяки йому зменшується надходження пари до конденсатора, а звідси і кількість теплоти, що передається охолоджувальній воді, що приводить до підвищення ККД паротурбінної установки. Сукупність елементів, що забезпечують конденсатори охолоджувальною водою, називають системою технічного водопостачання. До неї відносяться: джерело водопостачання (річка, водосховище, баштовий охолоджувач - градирня), циркуляційний насос, підвідні та відвідні водопроводи. У конденсаторі охолоджувальній воді передається близько 55% теплоти пари, що потрапляє і до турбіни; ця частина теплоти не використовується для виробництва електроенергії і марно втрачається. Ці втрати значно підвищуються, якщо відбирати з турбіни частково відпрацьовану миру в її теплоту та використовувати для технологічних потреб промислових підприємств або для підігріву води на опалення. Таким чином, станція стає теплоелектроцентраллю (ТЕЦ), що забезпечує комбіноване виробництво електричної та теплової енергії. На ТЕЦ спеціальні турбіни з відбиранням пари.

Конденсат пари, відданої тепловому споживачу, подається на ТЕЦ насосом зворотного конденсату.

На ТЕС існують внутрішні витрати конденсату та пари, обумовлені неповною герметичністю водопарового тракту, а також безповоротної витрати пари конденсату та пари обумовлені неповною геометричністю водопарового тракту, а також безповоротної витрати конденсату на технічні потреби станції. Вони займають невелику частину загальної витрати пари на турбіни (близько 1-1,5%).

На ТЕЦ можуть бути також зовнішні витрати пари та конденсату, зв'язані з відпуском теплоти промисловим споживачам. В середньому вони дорівнюють 35-50 %. Внутрішні і зовнішні витрати пари та конденсату відновлюються попередньо відпрацьованою водою водопідготувальної установки.

Таким чином, живильна вода котлів являє собою суміш турбінного конденсату та додаткової води.

Електротехнічне господарство станції включає електричний генератор, трансформатор зв'язку, головний розподільний пристрій, систему електропостачання власних механізмів електростанції через трансформатор власних потреб.

Система управління енергообладнання на ТЕС виконує збір та обробку інформації про хід технологічного процесу і стан обладнання, автоматичне та дистанційне управління механізмами і регулювання основних процесів, автоматичний захист обладнання.

Термодинамічні основи роботи ТЕС: на паротурбінних електростанціях ротори електричних генераторів приводяться до обертання паровими турбінами, у яких теплова енергія пари перетворюється в кінетичну, що передається роторові турбіни. Таким чином, водяна пара є робочим тілом паротурбінної електростанції. Пара необхідних параметрів утворюється у котлі за рахунок теплоти, що виділяється при спалюванні органічного палива.

Суттєвим є те, що теплові електростанції негативно впливають на навколишнє середовище. ТЕС, що використовують тверде паливо, викидають у атмосферу частину золи, яка не уловлюється, та недогорілі частки палива, сірчистий та сірчаний ангідриди, окис азоту та окис вуглецю; при використанні органічного палива - природного газу - в атмосферу потрапляють токсичні окисли азоту та окис вуглецю, бензопірен.

1.3 Загальна характеристика Придніпровської ТЕС

1.3.1 Історія підприємства

Станція розташована на лівому березі Дніпра в межах м. Дніпропетровська. Забезпечує самий важливий регіон Придніпров'я та Дніпропетровську область електричною енергією, а місто Дніпропетровськ, крім електричної енергії, ще й тепловою енергією.

Перша черга станції введена в експлуатацію в грудні 1954 року, електростанція надалі невпинно нарощувала свою потужність.

На даний момент встановлена ??потужність Придніпровської ТЕС - 1765 МВт, теплова - 845 Гкал/год.

Основне проектне паливо - вугілля марки «АШ», резервне - мазут і газ.
Видача електричної потужності від електростанції здійснюється напругою в 150 і 330 кВт з відкритих розподільних пристроїв.

Придніпровська ТЕС була «піонером» в галузі освоєння блочного обладнання. Вона стала також і єдиної станцією, на якій в 2001 році на блоці 300 МВт ст. № 11 замість турбіни К-300 була встановлена ??головна сучасна турбіна До-310-23,5-3 Харківського заводу «Турбоатом».

Нижче наводимо роки вводу до експлуатації турбогенераторів та котлів на ПдТЕС:

I -ша черга:

ТГ-1 рік вводу 1954, номінальна потужність 100 МВт

ТГ-2 рік вводу 1955, номінальна потужність 100 МВт

К-1 рік вводу 1954, потужність пари 230 т/г

К-2 рік вводу 1954, потужність пари 230 т/г

К-3 рік вводу 1955, потужність пари 230 т/г

К-4 рік вводу 1955, потужність пари 230 т/г

II - га черга:

ТГ-3 рік вводу 1955, номінальна потужність 100 МВт

ТГ-4 рік вводу 1955, номінальна потужність 100 МВт

К-5 рік вводу 1955, потужність пари 230 т/г

К-6 рік вводу 1955, потужність пари 230 т/г

К-7 рік вводу 1955, потужність пари 230 т/г

К-8 рік вводу 1955, потужність пари 230 т/г

III - я черга:

ТГ-5 рік вводу 1957, номінальна потужність 100 МВт

ТГ-6 рік вводу 1958, номінальна потужність 100 МВт

К-9 рік вводу 1956, потужність пари 230 т/г

К-10 рік вводу 1956, потужність пари 230 т/г

К-11 рік вводу 1958, потужність пари 430 т/г

К-12 рік вводу 1958, потужність пари 430 т/г

IV - а черга:

ТГ-7 рік вводу 1959, номінальна потужність 150 МВт

ТГ-8 рік вводу 1960, номінальна потужність 150 МВт

ТГ-9 рік вводу 1960, номінальна потужність 150 МВт

ТГ-10 рік вводу 1961, номінальна потужність 150 МВт

V - черга:

ТГ-11 рік вводу 1963, номінальна потужність 300 МВт

ТГ-12 рік вводу 1964, номінальна потужність 300 МВт

ТГ-13 рік вводу 1965, номінальна потужність 300 МВт

ТГ-14 рік вводу 1966, номінальна потужність 300 МВт

В зв'язку з технічним зносом обладнання, в 1980 р. почалось виведення з експлуатації низки блоків:

ТГ-1 рік виводу 1980, наказ № 401 від 26.11.1980 р.

ТГ-2 рік виводу 1984, наказ № 327 від 01.04.1983 р.

ТГ-3 рік виводу 1981, наказ № 172 від 14.05.1981 р.

ТГ-4 рік виводу 1980, наказ № 223 від 28.05.1980 р.

ТГ-5 рік виводу 1979, наказ № 372 від 19.11.1979 р.

ТГ-6 рік виводу 1983, наказ № 97 від 28.03.1982 р.

Ці блоки знаходяться в незадовільному стані, частково розібрані, тому їх неможливо відновити та знову ввести до експлуатації.

Також в 1980 р. почалася реконструкція деяких котлотурбінних агрегатів:

Реконструкція турбіни з заміною ЦВТ:

ТГ-7 - 1984 р., ТГ-8 - 1986 р., ТГ-9 - 1985 р., ТГ-10 - 1987 р.

Реконструкція на теплопостачання турбіни:

ТГ-7 - 1980 р., ГТ-8 - 1986 р., ТГ-9 - 1981 р., ТГ-10 - 1983 р.

Заміна турбіни К-300-240 на теплофікаційну К-310-23,5-3 на ТГ-11 - 2011 р.

Реконструкція котлотурбінного агрегату ТГ-9 здійснюється в поточний час.

На теперішній час енергетичне обладнання становлять 4 блоки по 150 МВт з котлами ТП-90 і турбінами К-150-130; 3 блоки по 285 МВт з котлами ТПП-110, ТПП-210 і турбінами К-300-240; 1 блок 310 МВт з котлом ТПП -110 і турбіною До-310-23, 5-3.

На теперішній час на станції знаходяться в експлуатації такі агрегати:

ТГ-7 рік вводу 1959, 150 МВт, 160 ГКал

ТГ-8 рік вводу 1960, 150 МВт, 160 ГКал

ТГ-9 рік вводу 1960, 150 МВт, 160 ГКал

ТГ-10 рік вводу 1961, 150 МВт, 160 Гкал

ТГ-11 рік вводу 1963, 300 МВт

ТГ-13 рік вводу 1965, 300 МВт

На стадії довготривалої консервації знаходяться такі агрегати:

ТГ-12 рік вводу 1964, 300 МВт

ТГ-14 рік вводу 1966, 300 МВт

1.3.2 Перспективи розвитку - ПдТЕС

Згідно перспективного графіку ремонтів та реконструкцій енергоблоків ТЕС ВАТ «Дніпроенерго», на наглядовій Раді ДТЕК затверджено такі терміни реконструкції та капітальних ремонтів енергоблоків:

ТГ-7 - 2013 р. (Рек.)

ТГ-8 - 2014 р. (Рек.)

ТГ-9 - 2016 р. (КР.)

ТГ-10 - 2012 р. (КР.)

ТГ-13 - 2012 р. (КР.)

До останнього часу не передбачалося будівництво нових енергоблоків, але 11-12 червня цього року керівництвом ДТЕК та ПАТ «Дніпроенерго», розглянуто, як перспективна можливість, будівництво нового блоку на ПдТЕС з котлом ЦКС, потужністю до 330 МВт з участю французької компанії ALSTOM.

1.3.3 Забезпеченість котлоагрегатів природоохоронними засобами

Всі діючі котлоагрегати стації оснащені очисними спорудами:

4 енергоблоки потужністю 150 МВт оснащені мокрими золовловлювачами типу СВД-ВТІ-ПТЕ. Проектна потужність - 799,2 тис. м3/год. Ефективність 96,3-97%. На сьогоднішній день в роботі знаходяться 2 енергоблоки.

4 енергоблоки потужністю 300 МВт оснащені електрофільтрами типу УГ-2. Проектна потужність - 1840 тис. м3/ год. Ефективність - 96-96,8% Фактична ефективність 96,12-96,78%. На сьогоднішній день в роботі знаходяться 2 енергоблоки.

В 1980 -1990-х роках було проведено реконструкцію деяких ПГОУ:

Реконструкцію мокрих золовловлювачів типу МС-ВТІ на енергоблоках 150 МВт було проведено в наступні терміни:

енергоблок № 7 - 1988 р.

енергоблок № 8 - 1996 р.

енергоблок № 9 - 1990 р.

енергоблок № 10 - 1998 р.

В період реконструкції одноступеневі труби Вентурі замінені на двоступеневі.

1.3.4 Географічне розташування

Згідно з фізико-географічним районуванням, територія розміщення Придніпровської ТЕС і зона її впливу знаходяться в IV географічному поясі, в межах Східноєвропейської рівнини, степової посушливої, дуже теплої зони. Район приурочений до Придніпровської височини, яка утворилася на древньому кристалічному субстраті.

Електростанція розташована в південній частині м. Дніпропетровська, на лівому березі р. Дніпро. У геоморфологічному відношенні район належить до великого вододільному плато річок Дніпро - Інгулець. Основна роль у формуванні рельєфу належить кристалічним породам докембрійського періоду, які перекриті осадовими відкладеннями третинного і четвертинного віку. Основними геоморфологічними елементами сучасного рельєфу є плато, схили плато, терасовані долини річок, балки та яри. Заплави річок і низини балок місцями заболочені.

Рельєф характеризується м'якими пологими формами і являє собою одноманітну рівнину з поодинокими курганами висотою до 5 м. Абсолютні оцінки поверхні знаходяться в межах 50-165 м. Зниження висот відбувається дуже плавно, середній ухил поверхні не перевищує 0,3-0,5 м.
В межах району виділяються два потоки підземних вод: напірні води тріщинуватих зони кристалічного фундаменту і продуктів їх руйнування і ґрунтових вод. Гідрографічна мережа представлена ??річкою Дніпро з притоками: р. Шиянка, р. Ігрень, р. Самара.

1.3.5 Кліматичні умови

Район розміщення ТЕС знаходиться в III помірному кліматичному районі, підрайоні "III В" з помірно континентальним кліматом.

Середньорічна температура повітря становить 8,5 °С, найбільш жаркого місяця (липень) - +40 °С, холодного (січень) - -35 °С.

Вітровий режим характеризується перевагою вітрів північно-східного і східного напрямків, влітку і на початку осені простежується перевага північних вітрів, середньорічна швидкість вітру - 4,4-5,0 м/с, максимальна - 28 м/с.

За кількістю опадів, що випадають район відноситься до зони недостатнього зволоження. Середньорічна кількість опадів - 475 мм, добовий максимум - 82 мм. Норма випаровування з водної поверхні - 944 мм, з поверхні ґрунту - 410 мм. За фактичними даними середня багаторічна величина сезонного випаровування з водної поверхні становить 722 мм, з поверхні суші - 530 мм.

2. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1 Очищення і переробка технологічних газів, димових відходів і вентиляційних викидів

Захист довкілля від забруднень включає, з одного боку, спеціальні методи і устаткування для очищення газових і рідких середовищ, переробки відходів і шламів, вторинного використання теплоти і максимального зниження теплового забруднення. З іншого боку, для цього розробляють технологічні процеси і устаткування, що відповідають вимогам промислової екології, причому техніку захисту довкілля застосовують практично на всіх етапах технологій.

Газоподібні промислові відходи включають гази (компоненти) вихідної сировини, що не вступили в реакції; газоподібні продукти; відпрацьоване повітря окислювальних процесів; стисле (компресорне) повітря для транспортування порошкових матеріалів, для сушки, нагріву, охолоджування і регенерації каталізаторів; для продування опадів на фільтрувальних тканинах і інших елементах; індивідуальні гази (аміак, водень, діоксид сірки і ін.); суміші декількох компонентів (азотоводнева суміш, аміачно-повітряна суміш, суміш діоксиду сірки і фосгену); газопилові потоки різних технологій; димові гази термічних реакторів, що відходять, топок і ін., а також відходи газів, що утворюються при вентиляції робочих місць і приміщень. Окрім цього, всі порошкові технології супроводяться інтенсивним виділенням газопилових відходів. Пилеутворення відбувається в процесах подрібнення, класифікації, змішення, сушки і транспортування порошкових і гранульованих сипких матеріалів.

Для очищення газоподібних і газопилових викидів з метою їх знешкодження або витягання з них дорогих і дефіцитних компонентів застосовують різне очисне устаткування і відповідні технологічні прийоми.

В даний час методи очищення запилених газів класифікують на наступні групи:

I. «Сухі» механічні пиловловлювачі.

II. Пористі фільтри.

III. Електрофільтри.

IV. «Мокрі» пиловловлюючі апарати.

2.1.1 Механічні («сухі») пиловловлювачі

Такі пиловловлювачі умовно діляться на три групи:

- пилоосаджувальні камери, принцип роботи яких заснований на дії сили тяжіння (гравітаційної сили);

- інерційні пиловловлювачі, принцип роботи яких заснований на дії сили інерції;

- циклони, батарейні циклони, пиловловлювачі, що обертаються, принцип роботи яких заснований на дії відцентрової сили.

Пиловловлююча камера є порожнистою або з горизонтальними полицями у внутрішній порожнині прямокутний короб, в нижній частині якого є отвір або бункер для збору пилу (рис. 1).

Рис. 2.1 - Пилоосаджувальні камери: а - порожниста; б - з горизонтальними полицями; у, г - з вертикальними перегородками: I - запилений газ; II - очищений газ; III - пил; 1 - корпус; 2 - бункер; 3 - штуцер для видалення; 4 - полиці; 5 - перегородки

Швидкість газу в камерах складає 0,2-1,5 м/с, гідравлічний опір 50-150 Па. Пилоосаджувальні камери придатні для уловлювання крупних часток розміром не менше 50 мкм. Міра очищення газу в камерах не перевищує 40-50%. Тривалість проходження т(с) газами осадітельной камери при рівномірному розподілі газового потоку по її перетину складає:

де Vk, - об'єм камери, м3; Vг- об'ємна витрата газів, м3/с; L - довжина камери, м; В - ширина камери, м; Н- висота камери, м.

У інерційних пиловловлювачах для зміни напряму руху газів встановлюють перегородки (рис. 2). При цьому поряд з силою тяжіння діють і сили інерції. Пилові частки, прагнучи зберегти напрям руху після зміни напряму руху потоку газів, осідають в бункері. Газ в інерційному апараті поступає із швидкістю 5-15 м/с. Ці апарати відрізняються від звичайних пилоосаджувальних камер великим опором і високою мірою очищення газу.

Рис. 2.2 - Інерційні пиловловлювачі з різними способами подачі і розподілу газового потоку: а - камера з перегородкою; б - камера з конусом, що розширюється; в - камера із заглибленим бункером

Велика увага при проектуванні пневмотранспортних і інших пристроїв пилоочищення необхідно приділяти вузлам відділення матеріалу від транспортуючого повітря - розвантажувальним і пиловловлюючим пристроям (циклонам, фільтрам і тому подібне). Залежно від способу відділення матеріалу в системах пневмотранспорту використовують об'ємні розвантажувальні пристрої і відцентрові циклони. Вибір того або іншого типа пристрою залежить від конкретних умов роботи установок і вимог, що пред'являються до його роботи: найбільше значення коефіцієнта осадження матеріалу, мінімальний опір розвантажувального пристрою, надійність в експлуатації.

Перевага віддається відцентровим циклонам, що виконують одночасно і роль пиловловлюючого апарату. Ефективність уловлювання пилу в циклонах підвищується із зменшенням діаметру корпусу, але при цьому знижується їх пропускна спроможність. Для забезпечення відповідної продуктивності пневмотранспортної установки невеликі циклони групують в батарею. Коефіцієнт пиловловлювання батареї циклонів складає 0,76-0,85 і декілька підвищується із збільшенням вхідної швидкості (з 11 до 23 м/с). Використання замість циклонів вихрових пиловловлювачів забезпечує уловлювання часток пилу розміром 5-7 мкм.

Повітря після розвантажувальних пристроїв або циклонів, насичений субмікронними частками, повинен прямувати на доочистку в пиловловлювачі. При виборі типа пиловловлювача в умовах роботи таких установок враховують наступні показники:

- міру пиловловлювання, рівну відношенню кількості пилу, затриманого пиловловлювачем, до кількості пилу, що міститься в повітрі при його вступі в пиловловлювач;

- опір пиловловлювача, від якого залежить економічність процесу пиловловлювання;

- габаритні розміри і маса пиловловлювача, надійність і простота його обслуговування.

Циклони рекомендується використовувати для попереднього очищення газів і встановлювати перед високоефективними апаратами (наприклад, фільтрами або електрофільтрами) очищення.

Основними елементами циклонів є корпус, вихлопна труба і бункер. Газ поступає у верхню частину корпусу через вхідний патрубок, приварений до корпусу тангенціально. Уловлювання пилу відбувається під дією відцентрової сили, що виникає при русі газу між корпусом і вихлопною трубою. Уловлений пил зсипається в бункер, а очищений газ викидається через вихлопну трубу (мал. 2.3).

Залежно від продуктивності циклони можна встановлювати поодинці (одиночні циклони) або об'єднувати в групи з двох, чотири, шести або восьми циклонів (групові циклони).

Існують батарейні циклони. Конструктивною особливістю останніх є те, що закручування газового потоку і уловлювання пилу в них забезпечується розміщеними в корпусі апарату циклонними елементами.

Нижче приведена технічна характеристика найбільш поширеного на виробництві циклону ЦН-15:

- допустима запилена газу, г/м3: для слабосліпающихся пилу - не більше 1000; для среднеслівающихся пилу - 250;

- температура газу, що очищається °С - не більше 400;

- тиск (розрідження), кПа (кг/см2) - не більше 5 (500);

- коефіцієнт гідравлічного опору: для одиночних циклонів - 147; для групових циклонів - 175-182;

- ефективність очищення (від пилу dm = 20 мкм, при швидкості газопилового потоку 3,5 м/с і діаметрі циклону 100 мм) % - 78.



Рис. 2.3 - Циклон типу ЦН-15П: 1 - конічна частина циклону; 2 - циліндрова частина циклону; 3 - гвинтоподібна кришка; 4 - камера очищеного газу; 5 - патрубок входу запиленого газу; 6 - вихлопна труба; 7 -бункер; 8 - люк; 9 - опорний пояс; 10 - пиловипускний отвір

Для розрахунків режимів і вибору марки (конструкції) циклону необхідні наступні вихідні дані: кількість газу, що очищається, за робочих умов Vг, мЕ/с; щільність газу за робочих умов р, кг/м3; динамічна в'язкість газу при робочій температурі ; дисперсний склад пилу, що задається двома параметрами dm і lg r; запилена газу Сх, г/м3; щільність часток рч, кг/м3; необхідна ефективність очищення газу .

Конструкцію і режимні параметри циклону розраховують методом послідовних наближень по методиках [3-5] або використовуючи сучасніший математичний апарат.

2.1.2 Пористі фільтри

Для очищення запилених газів все більше поширення отримує на останніх рівнях сухе очищення рукавними фільтрами. Міра очищення газів в них при дотриманні правил технічної експлуатації досягає 99,9%.

Класифікація рукавних фільтрів можлива по наступних ознаках:

- формі фільтрувальних елементів (рукавні, плоскі, клинові і ін.) і наявності в них опорних пристроїв (каркасні, рамні);

- місцю розташування вентилятора відносно фільтру (всмоктуючі, працюючі під розрідженням, і нагнітальні, працюючі під тиском);

- способу регенерації тканини (струшувані, із зворотним продуванням, з імпульсним продуванням і ін.);

- наявності і формі корпусу для розміщення тканини - прямокутні, циліндрові, відкриті (безкамерні);

- числу секцій в установці (однокамерні і багатокамерні);

- вигляду використовуваної тканини (наприклад, стеклотканеві).

Як фільтрувальні матеріали застосовують тканини з природних волокон (бавовняні і шерстяні), тканини з синтетичних волокон (нітронові, лавсанові, поліпропіленові і ін.), а також склотканини. Найбільш поширені лавсан, терилен, дакрон, нітрон, орлон, оксалон, сульфон. Останні два матеріали представляють поліамідну групу волокон, що володіють термостійкістю при температурі 250-280 °С. Для фільтрувальних тканин найбільш характерне саржеве переплетення. Застосовують також неткані матеріали - фетр, виготовлений звалюванням шерсті і синтетичних волокон.

Неткані іглопробівниє полотна характеризуються наступними показниками (табл. 1):

Таблиця 2.1 - Технічні показники фільтрувальних полотен

Найменування	«Фільтру-550»	«Фільтру-330»
Поверхнева щільність, г/м2	550±28	330±17
Ширина, см	150±3	145±3
Товщина, мм	2±0,3	1,3±0,2
Найменування	«Фільтру-550»	«Фільтру-330»
Повітропроникність, дм3/м2 с), при перепаді тиску 50 Па	150±50	250±50
Розривне навантаження, Н, не менше по довжині, по ширині	1000	400
Подовження при розриві % по довжині по ширині	80 90	80 90
Нормована вологість %	1	1

Промислові випробування матеріалу «Фільтру-550» у виробництві сепарованої крейди показали міру очищення 99,9% при уловлюванні пилу, 75% якою складає фракція з діаметром часток 1-5 мкм.

Термін служби фільтрувального матеріалу не менше одного року. Верхня межа робочих температур складає 140-150 °С.

Нагнітальний рукавний фільтр працює таким чином. Повітря під тиском поступає у верхню розподільну коробку і потім в матер'яні вертикальні рукави. Пройшовши через рукави і залишивши на їх внутрішній поверхні пил, очищене повітря виходить в атмосферу (приміщення). Рухлива рама з дротяною сіткою при підйомі і опусканні стискує рукави в поперечному перетині, завдяки чому пил скидається в пилозбірник і віддаляється гвинтовим конвеєром. Недоліком таких фільтрів є незадовільне очищення тканини, що фільтрує, внаслідок чого значно зростає опір фільтру і знижується його ККД.

Найбільшого поширення набув всмоктуючий рукавний фільтр, який складається з ряду рукавів, ув'язнених в герметично закритий корпус. Що підлягає очищенню повітря подається через нижню приймальну коробку в рукави, заглушені зверху, проникає крізь тканину рукавів і віддаляється з корпусу через канал. Рукави фільтру очищаються від пилу за допомогою спеціального струшуючого механізму. Недоліком всмоктуючих фільтрів є значний підсос повітря через нещільність (10-15% від об'єму повітря, що поступає на очищення).

Для випадку, коли висока здатність, що фільтрує, повинна поєднуватися з високою теплостійкістю і стійкістю до агресивного хімічного середовища, існує три види матеріалів (повсть і тканини) для фільтрації сухих часток: номекс (араміднє волокно), тефлон (фторвуглець) і тефер-повсть, виконана з суміші тефлону (85%) із скловолокном (15%). Ці матеріали витримують робочу температуру 100-250 °С.

Невелика кількість тонких скляних волокон в тефлоні зменшує його пористість і підвищує уловлюючу здатність. Тефлонові волокна, стійкі до стирання, у свою чергу захищають скловолокно від механічних пошкоджень. Високі експлуатаційні характеристики матеріалу тефер пояснюються протилежними трибоелектричними властивостями обох волокон суміші, які створюють електростатичні заряди в ході роботи. Це сприяє високій ефективності уловлювання повстю субмікронних часток. Проте, за даними фірми, якщо фтористоводнева кислота, наприклад, при хімічному поліруванні кришталя повністю не нейтралізується, то в технологічних газах рекомендується користуватися 100%ним тефлоном.

2.1.3 Електрофільтри

Метод електроосадження (уловлювання пилу в електричному полі) полягає в наступному. Частки пилу (або крапельки вологи) спочатку отримують заряд від іонів газу, які утворюються в електричному полі високої напруги, а потім рухаються до заземленого осаджувального електрозаряду. Попавши на заземлений уловлювач, частки прилипають і розряджаються. Коли осаджувальний електрод обростає шаром часток, вони струшуються під впливом вібрації і збираються в бункері. Схема електричного осадження пилу представлена на рис. 7.



Рис. 2.4 - Схема електричного осадження пилу: 1 - джерело електроживлення; 2 - коронувальний електрод; 3 - осаджувальний електрод; 4 - іон газу; 5 - частки пилу

Електрофільтри застосовуються там, де необхідно очищати дуже великі об'єми газу і відсутня небезпека вибуху. Ці установки (рис. 8) використовуються для уловлювання леткої золи на сучасних електростанціях, для уловлювання пилу в цементній промисловості, а також в металургії в потужних системах уловлювання диму, для пиловловлювання в системах кондиціонування повітря і інших суміжних галузях.



Рис. 2.5 - Двоступінчатий електрофільтр горизонтального потоку: 1 - комплект струшувачів для високовольтних і збірних електродів; 2 - окремі дверці оглядового люка, що блокуються; 3 - панелі для витягання дротяних електродів без відключення установки, що швидко відчиняються; 4 - стрижні розпорів між осадітельнимі електродами; 5 - дірчастий розподільний екран; 6 станина, що встановлюється безпосередньо на опорних колонах; 7 - високовольтне устаткування, що блокується, для кожної електричної секції; у майданчик для розміщення ізоляторів і газонепроникних ущільнювачів; 9 - скатний дах; 10 - клиновидні опори для дротяних електродів; 11 - пружно закріплені збірні електроди; 12-- пластинчасті і щитки електроди; 13- пружно закріплена високовольтна рама; 14 - люк оглядового проходу між рівнями

2.1.4 Апарати мокрого пилогазовловлювання

При очищенні газів від часток пилу і для переробки газоподібних відходів з метою витягання з них корисних компонентів або їх знешкодження успішно застосовуються методи і устаткування, засновані на принципах мокрого пиловловлювання.

Доцільне поєднання сухого і подальшого мокрого очищення, яке у свою чергу може поєднуватися з адсорбційним доочищенням. Розвинена поверхня контакту фаз сприяє збільшенню ефективності пиловловлювання. У промисловості використовують мокрі пиловловлювачі (промивачі) краплинного, плівкового і барботажного типів. Конструктивно апарати можуть бути порожнистими, тарілчастими, механічної і ударно-інерційної дії (ротоклони), а також швидкісного типа (труби Вентурі і інші інжектори).

Необхідно прагнути до створення мокрих промивачів з мінімальним гідравлічним опором працездатних при низьких витратах води. Ефективність очищення пилу залежить від розмірів уловлюваних часток і від інших властивостей пилу. Необхідність концентрації системи рідина - тверде тіло з поверненням очищеної води на пиловловлювання, накопичення в зрошуваній рідині розчинних компонентів пилу ускладнює систему мокрого пиловловлювання. У загальному вигляді процес уловлювання пилу мокрим методом представляється як перенесення твердої фази з газового середовища в рідку і видалення останньою з апарату разом з твердою фазою. Залежно від форми контакту фаз способи мокрого пилоочищення можна розділити на: 1 - уловлювання в об'ємі (шарі) рідини; 2 - уловлювання плівками рідини; 3 - уловлювання розпорошеною рідиною в об'ємі газу (рис. 2.6).



Рис. 2.6 - Схеми основних способів мокрого пиловловлювання: а - в об'ємі рідини; б - плівками рідини; е - розпорошеною рідиною; 1 - бульбашки газу; 2 - краплі рідини; 3 - тверді частки

2.1.5 Скрубери (газопромивщики)

При об'ємно-рідинному способі потік запиленого газу пропускають через певний об'єм рідини. Для цієї мети використовують пінні пиловловлювачі з провальними тарілками або тарілчасті скрубери, ефективність яких може досягати 90-95%. На рис. 2.7 представлений тарілчастий скрубер.



Рис. 2.7 - Тарілчастий скрубер

Уловлювання пилу плівками рідини характеризується тим, що контакт газу і рідини відбувається на кордоні двох середовищ без перемішування. Захват (власне уловлювання) твердих часток тонкими плівками рідини відбувається на поверхнях конструктивних елементів. До цієї групи пристроїв відносяться скрубери з насадкою, мокрі циклони, ротоклони і тому подібне На рис. 2.8 показана схема пиловловлювача вентиляційного мокрого (ПВМ)



Рис. 2.9. ? Пиловловлювач ПВМ: 1 - корпус; 2,4 - перегородки; 3 - водовідбійник; 5 - краплеуловлювач; 6 - вентиляційний агрегат; 7 - пристрій для регулювання рівня води

Уловлювання пилу розпорошеною рідиною полягає в тому, що зрошуюча рідина вводиться в запилений об'єм (потік) газу в розпорошеному або дисперсному вигляді. Те, що розпиляло зрошуючої рідини виробляється за допомогою форсунок під тиском або за рахунок енергії самого потоку газу. Перший спосіб того, що розпиляло використовується в порожнистих скруберах (рис. 2.9), другий - в турбулентних промивачах і скруберах Вентурі (рис. 2.10).

Скрубери Вентурі (поєднання труби з краплеуловлювачем відцентрового типа) забезпечують очищення газів від часток пилу практично будь-якого дисперсного складу. Залежно від физико-хімічних властивостей уловлюваного пилу, складу і температури газу вибирають режим роботи скрубера Вентурі. Швидкість газу в горловині може бути 30-200 м/с, а питоме зрошування 0,1-6 м3/м3. Ефективність очищення від пилу залежить від гідравлічного опору. Скрубери Вентурі ефективно працюють при допустимій запиленій газів 30 г/м3, що очищаються, граничній температурі газу, що очищається, 400 °С, питомому зрошуванні 0,5-2,5 м3/м3 і гідравлічному опорі 6-12 кПа.

Рис. 2.9 - Порожнистий скрубер форсунки Рис. 2.10 - Скрубер Вентурі: 1 - краплеуловлювач; 2 - дифузор; 3 - горловина; 4 - конфузор; 5 - пристрій для подачі води

Скрубери Вентурі (поєднання труби з краплеуловлювачем відцентрового типу) забезпечують очищення газів від часток пилу практично будь-якого дисперсного складу. Залежно від физико-хімічних властивостей уловлюваного пилу, складу і температури газу вибирають режим роботи скрубера Вентурі. Швидкість газу в горловині може бути 30-200 м/с, а питоме зрошування 0,1-6 м3/м3. Ефективність очищення від пилу залежить від гідравлічного опору. Скрубери Вентурі ефективно працюють при допустимій запиленій газів 30 г/м3, що очищаються, граничній температурі газу, що очищається, 400 °С, питомому зрошуванні 0,5-2,5 м3/м3 і гідравлічному опорі 6-12 кПа.

Характеристика труб типа ГВПВ (газопромивщик Вентурі прямоточний високонапірний) приведена в таблиці 2.2. Конструкція часто доповнюється краплеуловлювачем циклонного типу (КЦ7), який забезпечує уловлювання крапель при вмісті рідини не більше 1 м3/м3, температурі не вище 80°С, концентрації краплинної вологи після сепарації 70 мг/м3. Гідравлічний опір 350 Па і продуктивність КЦТ 1700-82500 м3/ч.

Таблиця 2.2 - Технічні характеристики скрубера Вентурі

Типорозмір	Об'єм газів на виході, m'/m	Діаметр горловини, мм	Витрата зрошуваної рідини, м3/ч	Тиск рідини перед форсункою кПа
ГВПВ-0,006	1700-3500	85	1,18-3,2	180-370
ГВПВ-0,03	9320-18900	200	6,5-13	60-250
ГВПВ-0,08	23460-47600	320	16,8-45	80-570
ГВПВ-0,140	41400-84000	420	28,8-46	130-320

Скрубери Вентурі типа СВ-КК (комплект скрубер-сепаратор, один або два) мають наступні характеристики:

Об'єм газів, що очищаються, м3/ч - 50000-500000;

Витрата зрошуваної рідини, м3/ч - 65-400;

Температура газів, що очищаються, °С - до 120;

Концентрація зважених часток, мг/м3 - до 10000;

Питоме зрошування, м3/м3 - 0,5-3,5;

Гідравлічний опір, кПа - 4-12.

Створені скрубери відцентрові, вертикальні, батарейні СЦВБ-20, що забезпечують продуктивність по газу 9000-20000 м3/ч при температурі не вище 60 °С, запиленій не більше 10 г/м3 і гідравлічному опорі скруберів 1,7 кПа.

Мокре очищення газів з частками 2-3 мкм можна проводити в скруберах відцентрового типа СЦВП, в яких рідина дробиться безпосередньо запиленим газом. Шлам, що осідає в нижній частині скрубера, виводиться ерліфтом в контейнер, а освітлена рідина знов повертається в скрубер. Продуктивність таких апаратів 5000-20000 м-кодів /ч, допустимої запиленої 2 г/м3, температура газів 80 °С, гідравлічний опір 2,4 кПа, витрата води на очищення 0,05 м3/м3.

Розроблені скрубери ударно-інерційного типа з пиловловлювачами вентиляційними мокрими. Продуктивність таких скруберів 3000-40000 м3/ч. Запилена газів 10 г/м3, гідравлічний опір апарату 0,8-2 кПа, витрата води 10-40 г на 1 м3 повітря, що очищається.

Для хімічного очищення газів від з'єднань фтору з вмістом до 1 г/м3 можна рекомендувати скрубери з кульовою рухливою насадкою і порожнисті. Очищення виробляють розчинами гідроксиду або карбонату натрію.

Ефективність очищення газів від пилу залежить від дисперсності, щільності, схильності до злипання, сипучості, абразивності, змочуваності, гігроскопічності, розчинності і ін. Проте основним параметром при виборі пиловловлювача є розмір часток. Необхідно знати дисперсний склад пилу, що задається у вигляді таблиць або інтегральних кривих. Гранулометричний склад більшості видів пилу підкоряється нормально логарифмічному закону розподілу часток по розмірах. Міру очищення газів визначають по формулі:

де х - діаметр часток пилу, мкм; dso - діаметр часток пилу, що уловлюються в апараті на 50%; lg r - стандартне відхилення у функції розподілу часток по розмірах; lg т - стандартное отклонение в функции распределения фракционных коэффициентов очистки.

Інтеграл Ф(х) табульований. В.Н. Ужовим і ін. складена таблиця для визначення значень Ф(х), відповідних різним значенням х.

З достатньою точністю дисперсію (геометричне стандартне відхилення) можна розрахувати по формулі:



де d16, d64 - діаметри часток з вмістом фракцій менше 16 і 84%.

Для знаходження значень lg необхідно мати дослідні дані по очищенню в пиловловлювачах певної конструкції двох видів різного пилу.

Рис. 2.11 - Номограма для визначення ефективності уловлювання пилу в апаратах мокрого очищення газів

По номограмі (рис. 2.11) визначають ефективність уловлювання пилу в апаратах мокрого очищення.

Номограма побудована для значень dm і d50 пилу стандартної щільності г = 1000 кг/м3. Перерахунок значень dm і d50 від реальної щільності г до стандартної виробляють по формулі:

Встановлена залежність міри пилогазоочищення від енерговитрат:

де Кг - питома енергія зіткнення, кДж/1000 м3 газів; b і до - константи, визначувані з дисперсного складу пилу, дозволяє розрахувати ефективність уловлювання пилу. Імовірнісно-енергетичний метод розрахунку мокрих пиловловлювачів заснований на узагальненій залежності:

отриманою для стандартної щільності пилу рг = 1000 кг/м3 і в'язкість газів r=18*10-6Па.

Ця залежність може бути використана для вибору способів очищення і принципової конструкції скруберів.

Для очищення або знешкодження газоподібних відходів або технологічних газів з метою витягання з них супутніх (корисних) газоподібних компонентів широко використовують метод абсорбції. Абсорбція заснована на безпосередній взаємодії газів з рідинами. Розрізняють фізичну абсорбцію, засновану на розчиненні газу в рідини, і хемосорбцію, в основі якої лежить хімічна реакція між газом і рідким поглиначем.

Очищенню абсорбції піддають газоподібні відходи, що містять один або декілька витягуваних компонентів. Залежно від використовуваного абсорбенту (табл. 2.3) і його селективності можна виділити або один компонент, або послідовно декілька. В результаті абсорбції отримують очищений газ і насичений розчин, який має бути легко регенерованим з метою витягання з нього корисних газів і повернення його на стадію абсорбції.

Таблица 2.3 - Абсорбенти, вживані для очищення газів, що відходять

Компоненти, що поглинаються	Абсорбенти
Оксиди азоту N2Оз, NO5	Вода, водні розчини і суспензії: NaOH, Na2C03, NaHCO3, КОН, К2СОз, КНСОз, Са(ОН)2, СаСОз, Мg(ОН)2, МgСОз, Ва(ОН)2, ВаСОз, NН4HСОз
Оксид азоту NO	Розчини FeCl2, FeSO4, Na2S203, NaHCO3,Na2S0з, NaHS03
Діоксид сірки SO2	Вода, водні розчини: Na2SO3 (18-25%-ные), NH40H (5-15%-ные), Са(ОН)2 Na2C03 (15-20%-ные), NaOH (15-25%-ные), КОН, (NH4)2SO3 (20-25%-ные), ZnS03, К2СОз: суспензії СаО, МgО, СаСО3, ZnO, золи; ксилідин - вода в співвідношенні 1:1, диметиланілін С6Нз(СНз)2NН2
Сірководень H2S	Водний розчин Na2СОз+Nа3АsО4 (Nа2НАsОз); Водний розчин Аs2О3 (8-10 г/л)+NНз (1,2-1,5 г/л)+(NН4)3АsОз (3,5-6 г/л); моноетаноламін (10-15%-вий розчин); растворы К3РО4 (40-50%- вий розчин); розчини К3Р04 (40-50%-ные), NH4OH, К2СОз, CaCN2, натрієва сіль антрахинондісульфокислоти
Оксид вуглецю СО	Рідкий азот; мідно-аміачні розчини [Сu(NНз)]nх хСОСН
Діоксид вуглецю С02	Водні розчини Na2C03, К2СОз, NaOH, КОН, Ca(OH)2, NH4OH, етаноламіни RNH2, R2NH4
Хлор Cl2	Розчини NaOH, КОН, Са(ОН)2, Na2C03, К2СОз, МgСОз, СаСОз, Na2S203; тетрахлоридметан CCI4
Хлористий водень НСl	Вода, розчини NaOH, КОН, Ca(OH)2, Na2C03, К2СОз
З'єднання фтору HF, SiF4	Na2C03, NaOH, Са(ОН)2

Вимоги, яким повинна задовольняти апаратура абсорбції, витікають з фізичного представлення явищ масопереносу в системах газ - рідина. Оскільки процес масопереносу протікає на поверхні розділу фаз, то в конструкціях апаратів необхідно її максимально розвивати.

Для поверхневих абсорберів характерною є конструктивно освічена поверхня, по якій в плівковому режимі стікає абсорбент (рідина). Найбільш поширеною конструкцією таких протиточних абсорберів є добре відомі насадки. Як насадка застосовують кільця Рашига, кільця Палля, сідла Берля і іншу насадку. Апарати насадок складні, оскільки необхідно створити опорні грати, зрошувачі, забезпечити ефективне уловлювання крапель абсорбенту.