Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634794)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система

Поглощение диоксида углерода из дымовых газов в полых вихревых аппаратах (90,00 руб.)

0   0
Первый авторЗиятдинова Лилия Рашитовна
ИздательствоКНИТУ
Страниц18
ID302531
АннотацияЦель работы заключалась в теоретическом и экспериментальном исследовании процессов тепло- и массообмена в полых вихревых аппаратах при поглощении диоксида углерода из дымовых газов и охлаждении газов перед очисткой, а также создании на их основе научно-обоснованных методов расчета вихревых охладителей и абсорберов.
УДК66.0
ББК35.11
Зиятдинова, Л.Р. Поглощение диоксида углерода из дымовых газов в полых вихревых аппаратах : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Л.Р. Зиятдинова .— Казань : КНИТУ, 2009 .— 18 с. — URL: https://rucont.ru/efd/302531 (дата обращения: 26.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

На правах рукописи ЗИЯТДИНОВА ЛИЛИЯ РАШИТОВНА ПОГЛОЩЕНИЕ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ИЗ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ В ПОЛЫХ ВИХРЕВЫХ АППАРАТАХ 05.17.08 – Процессы и аппараты химических технологий АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет». <...> В настоящее время остро стоит проблема техногенных выбросов в атмосферу парниковых газов (метана, закиси азота, диоксида углерода), основная доля которых приходится на СО2, что может послужить причиной серьезных изменений климата. <...> Основным источником техногенного поступления диоксида углерода в атмосферу являются дымовые газы, образующиеся при сжигании топлива в промышленном производстве. <...> В связи с этим, в подавляющем большинстве существующих в России и за рубежом установок улавливания СО2 применяется хемосорбция его из газов этаноламинами (в большинстве случаев моноэтаноламином). <...> В качестве абсорберов, как правило, применяется традиционное оборудование барботажного и насадочного типов. <...> Однако такое абсорбционное оборудование допускает устойчивую работу только при низких скоростях газовой фазы, обычно не превышающих 2 – 2,5 м/c, что при очистке больших объемов дымовых газов обуславливает либо большие габаритные размеры аппаратов, сложность их монтажа и транспортировки, снижение эффективности из-за неравномерности распределения фаз в их поперечном сечении, либо приводит к необходимости использования большого количества параллельно работающих аппаратов. <...> Указанных проблем можно избежать при использовании полых аппаратов вихревого типа, которые устойчиво работают при скоростях газа до 30 м/с, имеют малые габаритные размеры. <...> Аппараты такого типа могут быть применены также для охлаждения газов перед очисткой. <...> Однако их применение для поглощения диоксида углерода <...>
Поглощение_диоксида_углерода_из_дымовых_газов_в_полых_вихревых_аппаратах.pdf
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В настоящее время остро стоит проблема техногенных выбросов в атмосферу парниковых газов (метана, закиси азота, диоксида углерода), основная доля которых приходится на СО2, что может послужить причиной серьезных изменений климата. Темпы прироста концентрации диоксида углерода в атмосфере в последнее время увеличиваются в геометрической прогрессии. Основным источником техногенного поступления диоксида углерода в атмосферу являются дымовые газы, образующиеся при сжигании топлива в промышленном производстве. Основным путем решения проблемы является улавливание диоксида углерода из дымовых и промышленных газов с последующей его переработкой или захоронением. Существует широкий диапазон способов эффективного выделения СО2 из дымовых газов, но учитывая их значительные объемы, наиболее выгодным является использование аминной очистки. В связи с этим, в подавляющем большинстве существующих в России и за рубежом установок улавливания СО2 применяется хемосорбция его из газов этаноламинами (в большинстве случаев моноэтаноламином). В качестве абсорберов, как правило, применяется традиционное оборудование барботажного и насадочного типов. Однако такое абсорбционное оборудование допускает устойчивую работу только при низких скоростях газовой фазы, обычно не превышающих 2 – 2,5 м/c, что при очистке больших объемов дымовых газов обуславливает либо большие габаритные размеры аппаратов, сложность их монтажа и транспортировки, снижение эффективности из-за неравномерности распределения фаз в их поперечном сечении, либо приводит к необходимости использования большого количества параллельно работающих аппаратов. Указанных проблем можно избежать при использовании полых аппаратов вихревого типа, которые устойчиво работают при скоростях газа до 30 м/с, имеют малые габаритные размеры. Аппараты такого типа могут быть применены также для охлаждения газов перед очисткой. Однако их применение для поглощения диоксида углерода из газов и охлаждения последних сдерживается отсутствием надежных научно-обоснованных методик расчета. Работа выполнялась в рамках гранта РФФИ "Исследование и моделирование гидродинамики и тепломассообмена в двухфазных и газожидкостных закрученных потоках" (проект № 05-08-50125, 2005-2007 гг.) и государственного контракта № 02.516.11.6040 "Разработка технологических способов выделения СО2 из генераторного газа газификационных установок, предназначенных для энерготехнологической переработки угля, с применением прямоточных аппаратов вихревого типа с последующей утилизацией или захоронением" в рамках федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы". Цель работы и основные задачи исследования. Цель работы заключалась в теоретическом и экспериментальном исследовании процессов тепло- и массообмена в полых вихревых аппаратах при поглощении диоксида углерода из дымовых газов и охлаждении газов перед очисткой, а также создании на их основе научнообоснованных методов расчета вихревых охладителей и абсорберов. В непосредственные задачи исследования входило: − Разработка математического описания массообмена в полом вихревом абсор3
Стр.3
бере при поглощении диоксида углерода из дымовых газов; − Численное и экспериментальное исследования процесса поглощения диоксида углерода из дымовых газов в полом вихревом абсорбере; − Разработка математического описания тепло- и массообмена в полом вихревом аппарате при охлаждении высокотемпературных газов; − Численное исследование процесса охлаждения высокотемпературных газов в полом вихревом аппарате; − Разработка принципиальной технологической схемы выделения диоксида углерода из дымовых газов с применением оборудования вихревого типа и выявление направлений использования выделенного углекислого газа. Научная новизна работы. Разработано математическое описание процессов тепло- и массообмена при поглощении диоксида углерода водным раствором моноэтаноламина и охлаждении высокотемпературных дымовых газов в полых вихревых аппаратах. В результате численных исследований определены зависимости эффективности вихревых абсорбера и охладителя от технологических и конструктивных параметров. В результате проведенных численных расчетов движения испаряющихся капель в закрученном потоке газа получены данные о траекториях, скоростях и степенях испарения капель различного диаметра в полых вихревых аппаратах. Экспериментальным путем определены закономерности поглощения СО2 водным раствором моноэтаноламина в вихревых аппаратах при изменении начальных содержаний диоксида углерода в газовой и жидкой фазах при различных степенях орошения. Достоверность полученных результатов диссертации подтверждается использованием фундаментальных законов гидродинамики, тепло- и массообмена и общепринятых методов экспериментального исследования, а также хорошим совпадением полученных в работе расчетных и экспериментальных данных. Практическое значение работы. Обоснована целесообразность использования полых вихревых аппаратов для поглощения диоксида углерода методом хемосорбции из дымовых газов и охлаждении газов при подготовке их к очистке. Предложена схема выделения СО2 из дымовых газов с применением полых вихревых аппаратов. Получен патент на полезную модель аппарата для контактирования сред. Пакет прикладных программ расчета процессов хемосорбции и охлаждения газов путем контакта их с распыленной жидкостью в полых вихревых аппаратах принят к внедрению ОАО «Волжский научно-исследовательский институт углеводородного сырья» (ВНИИУС). На защиту выносятся: - Математические описания процессов поглощения диоксида углерода из дымовых газов и охлаждения высокотемпературных газов в полом вихревом аппарате; - Результаты численного исследования эффективности полого вихревого аппарата при поглощении диоксида углерода из дымовых газов и охлаждении высокотемпературных газов; - Результаты экспериментального исследования эффективности полого вихревого аппарата при поглощении диоксида углерода из газовой смеси. Личное участие. Все результаты работы получены лично автором под руководством д.т.н., профессора Николаева А.Н. 4
Стр.4