Шушляков Олександр Васильович. Підвищення ефективності сухої очистки газів за допомогою інерційних апаратів

Краткое описание

Шушляков Олександр Васильович. Підвищення ефективності сухої очистки газів за допомогою інерційних апаратів: дис... д-ра техн. наук: 05.23.03 / Харківський держ. технічний ун-т будівництва та архітектури. - Х., 2004.

Шушляков О.В. "Підвищення ефективності сухої очистки газів за допомогою інерційних апаратів". - Рукопис. Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук зі спеціальності 05.23.03 вентиляція, освітлення і теплогазопостачання. Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури. Харків. 2004.
Дисертація присвячена теоретичним, експериментальним дослідженням та розробці нових високоефективних інерційних апаратів для очистки газів. У роботі розвинуто новий напрям очистка газу від зважених, газоподібних або композиційних домішок за допомогою одного щаблю обладнання, в робочій камері якого може здійснюватись селективна, комбінована або комплексна очистка газу одночасно різними засобами і методами. Кількість і сполучення засобів і методів може змінюватися у залежності від зміни складу і концентрації домішок.
В обсязі теоретичних досліджень отримані розрахункові залежності для визначення складових швидкості потоків газу, які взаємодіють у робочій камері, та параметрів дисперсного турбулентного потоку, який направлено під кутом та тангенціально до ввігнутої циліндричної поверхні робочої камери; розрахункові залежності для осесиметричного турбулентного закрученого потоку. Вивчені процеси тепло- і масообміну в робочій камері та отримані залежності ефективності роботи апаратів від основних обумовлюючих параметрів.
Запропоновані формули для розрахунку ефективності роботи і витрат енергії при різних режимах роботи нових конструкцій інерційних апаратів. Виконані експериментальні дослідження на лабораторних та промислових моделях інерційних апаратів. Апарати впроваджено на багатьох підприємствах різних галузей промисловості, вони показали високу ефективність роботи. Розроблена методика розрахунку і підбору апаратів. Порівняння експериментальних та розрахункових даних показало задовільний їх збіг.

1. Розроблені, досліджені та впроваджені високоефективні інерційні апарати для очистки газу продуктивністю від 250 до 25000 м3/г, ефективність роботи яких дорівнює 96 99,5%. За остаточною концентрацією зважених домішок ефективність їх роботи у 3 - 5 разів більше, а стійкість до абразивного зносу у 15 20 разів вище у порівнянні з циклонами ЦН-11. Апарати можуть монтуватися за модульним принципом.
2. Встановлено, що максимальна ефективність роботи при уловлюванні зважених домішок досягається при відношенні витрат другого і першого потоків газу від 0,5 до 0,64; висоти робочої камери та її діаметри 2 2,5; діаметрах центральної труби і робочої камери 0,2. При цьому наведений опір апаратів не вище 1 1,2 кПа.
3. Отримані залежності для розрахунку чисельним методом складових швидкості і параметрів потоків газу, що забезпечують максимальну ефективність роботи апаратів.
4. Удосконалена методика розрахунку складових швидкості течії дисперсного турбулентного потоку, який направлено під кутом до ввігнутої циліндричної поверхні робочої камери модулів апаратів. Встановлено вплив вагового змісту і зменшення розмірів частин на далекобійність потоку та змін радіальної складової швидкості частин. Отримані дані дозволяють управляти процесом очистки газу.
5. Отримані теоретичним шляхом розрахункові залежності для визначення складових швидкості осесиметричного турбулентного дисперсного закрученого потоку, що витікає з різною інтенсивністю крутки з завихрювача у робочу камеру, в залежності від його початкових параметрів.
6. Отримані залежності для розрахунку ефективності роботи модулів апаратів у режимах пиловловлювання, комбінованої або комплексної очистки газу, що дозволяє обґрунтовано підбирати і розраховувати апарати на стадії проектування установок газоочищення або їх реконструювання.
7. Встановлені розрахункові залежності теплообміну потоку газу, що очищується, зі стінками апарата та масообміну потоку газу з адсорбентом або кріогенною рідиною. За допомогою цих залежностей можна розрахувати температуру стінок і запобігти утворенню окалини та зносу корпусу робочої камери; розрахувати час вироблення адсорбенту; зміну концентрації домішок газу в потоці; ефективність роботи апарата при селективній або комплексній очистці газу.
8. Запропоновано спосіб сухої динамічної очистки газу з витратами, що змінюються. При цьому змінюються властивості як газу, що очищується, так і домішок, що уловлюються. Ефективність роботи апаратів підвищується за рахунок зміни кількості засобів і методів очистки, які реалізуються одночасно в робочих камерах апаратів.
9. Виконані експериментальні лабораторні і виробничі дослідження модулів розроблених апаратів, у процесі яких встановлений вплив режимних параметрів потоків та конструктивних параметрів апаратів на ефективність роботи та опір.
10. Здійснено впровадження апаратів на підприємствах енергетичних комплексів для очистки газу від вугільного пилу та пилу вапна, на заводах чорної металургії для очистки доменного газу від колошникового пилу, а також для очистки газів від пилу бентонітової глини, горілої землі, вапна, пилу, який виводиться від дробеструмних та піскострумних камер та іншого обладнання; на машинобудівних заводах, на заводах харчової та переробної промисловості; на заводах будівельних матеріалів, сільськогосподарської галузі і на інших підприємствах.
11. Виконано порівняння експериментальних та розрахункових залежностей складових швидкості потоку газу, що очищується, та ефективності роботи апаратів. Визначені значення долі пояснювального розкиду даних, помилки обчислення, коефіцієнти множинної кореляції. Встановлено, що при нормованому відхиленні 5% і довірній імовірності 95% помилки обчислення знаходяться у межах 6%, а довірні інтервали ефективності роботи апаратів при централізованій очистці газу складають 95-98% і децентралізованої 96,7-98.8%, що підтверджує слушність отриманих розрахункових залежностей.
12. Розроблена методика розрахунку потрібних режимних і конструктивних параметрів, які забезпечують максимальну ефективність роботи запропонованих апаратів, яка використовувалась провідними проектними інститутами: Сантехпроект, ВНІДІЧорметенергоочищення, Діпротракторосільгоспмаш та іншими, а також багатьма фірмами, які працюють у галузі очистки газу.
13. Розроблені, змонтовані та використовуються в учбовому процесі лабораторні установи, робочі камери яких мають 125мм і 300мм. Надруковані методичні вказівки використовуються для розрахунку геометрічних параметрів апаратів та аеродинамічних параметрів потоків газу, що очищується, що дозволяє провести підбір та проектування модулів апаратів.
По темі дисертації пошукувачем опубліковано 88 наукових робіт, з яких 27 в збірниках наукових видань, рекомендованих ВАК.