Введение к работе
Актуальность темы. Многие промышленные предприятия еще не оснащены эффективными установками газоочистки, а существующие способы (электростатические, инерционные, гравитационные и др) и устройства, их реализующие, не обладают универсальностью по температурным и расходным характеристикам рабочих сред В связи с этим перспективным методом удаления примесей из газообразных сред является процесс конденсационной очистки в разнотемпературных фильтрах
Однако, до настоящего времени, несмотря на имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования этого процесса очистки (А Г Амелин, Н А Фукс, Е П Медников, X Грин и др), не удалось синтезировать сопряженную математическую модель тепломассопереноса в очищаемом потоке среды, учитывающую физико-химические явления переноса при образовании, росте и осаждении капель аэрозоля в проточных камерах конденсаторов, что не позволяет в полной мере использовать преимущества разнотемпературных конденсационных фильтров В связи с этим тема диссертации представляется актуальной
Работа выполнена в соответствии с научным направлением ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» «Физико-технические проблемы энергетики» в рамках ГБ 2007 12 (Гос регистр 012 00 409970)
Целью работы является моделирование тепломассообменного процесса очистки газовых потоков от жидкостных аэрозольных частиц, разработка методики расчета и аппаратурное оформление разнотемпературного конденсационного фильтра
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи
-
Синтез математической модели тепломассообменных процессов очистки газовых потоков от жидкостных аэрозольных частиц и идентификация температурных полей в зоне конденсации
-
Создание пилотной установки и проведение экспериментов для исследования процесса очистки и проверки адекватности разработанной математической модели
3 Построение методики инженерного расчета рациональных
режимов функционирования разнотемпературного конденсационного
фильтра и разработка технических рекомендаций по способу и
аппаратурному оформлению процесса очистки газовых потоков от
жидкостных аэрозольных примесей
Научная новизна:
- сопряженная математическая модель тепломассообмена с распределенными параметрами, отличающаяся учетом специфики физико-
химических явлений переноса при образовании, росте и осаждении капель аэрозоля в разнотемпературном канале конденсатора,
- оригинальная запатентованная конструкция пилотной
конденсационной установки для очистки газовых потоков в
разнотемпературном канале, отличающаяся организацией массового потока
аэрозоля в поперечном направлении и продлением ресурса доочистки,
- способ очистки газовых потоков в разнотемпературном канале,
отличающийся созданием пересыщения гетерогенной смеси и
последующим образованием, ростом и осаждением жидкостных
аэрозольных частиц в конденсационной камере,
- методика инженерного расчета разнотемпературного
конденсационного фильтра, позволяющая повысить эффективность
очистки воздуха и других газообразных промышленных выбросов путем
выбора рациональных режимов функционирования
Практическая значимость работы.
Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы в качестве научной основы для новых технических и технологических решений в области очистки промышленных газов от аэрозольных включений
Разработана и испытана конденсационная установка, позволяющая более эффективно производить очистку газовых потоков, новизна и принцип действия которой защищены патентами на изобретения
Полученные результаты использованы при разработке инженерной методики расчета разнотемпературного конденсационного фильтра
Результаты диссертационной работы используются в производственном процессе Воронежской ТЭЦ-1 и ДО АО «Газпроектинжиниринг» г Воронежа
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на VII Международной научно -технической конференции и школе молодых ученых, аспирантов и студентов «Авиакосмические технологии АКТ - 2006» (Воронеж, 2006), Международной конференции и Российской научной школе «Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий (Инноватика)» (Москва-Сочи, 2006), III Российской школе-семинаре молодых ученых и специалистов «Энергосбережение - теория и практика» (Москва, 2006), научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов «Физико-технические проблемы энергетики экологии и энергоресурсосбережения» (Воронеж, 2005-2007)
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 14 научных работах, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получены 2 патента РФ на изобретение
В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат [4] - теоретический анализ влияния геометрических размеров разнотемпературного канала на процесс конденсации аэрозольных частиц, [5,6,9] - разработка математической модели сопряженного тепломассопереноса, учитывающей физико-химические явления переноса при образовании, росте и осаждении капель аэрозоля, [7,8,10,16] - проведение эксперимента и обработка опытных данных, [2,11] - анализ современного состояния аппаратурного оформления процесса очистки газовых потоков, [3,12,13] - анализ основных факторов, определяющих процесс образования тумана, [14,15] -разработка конструкции разнотемпературного фильтра и обоснование принципа его действия
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и результатов работы, списка литературы из 109 наименований, 3 приложений Основная часть работы изложена на 179 страницах, содержит 44 рисунка и 9 таблиц
