Особенности улавливания частиц дисперсной фазы при разделении дымовых газовых потоков перфорированными фильтровальными перегородками
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-295-301
Аннотация
Вектор развития промышленности на современном этапе связан с дальнейшим ростом энергетических потребностей, что связано с модернизацией действующего и разработкой нового энергоэффективного генерирующего оборудования. Значительную долю в энергетическом балансе до сих пор занимают энергетические установки, использующие сжигание топлива и имеющие значительные экологические издержки. Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования механизмов улавливания частиц дымовых газов энергетических установок перфорированными фильтровальными перегородками с целью снижения нагрузки выбросов на атмосферу. Систематизированы и предложены формулы для расчета коэффициента улавливания при действии различных механизмов улавливания частиц. Определена доминирующая роль инерционного механизма улавливания (?Stk) в начале процесса фильтрования и эффекта зацепления (?R) в последующей стадии. Вопросы формирования слоя осадка требуют учета адгезионных свойств материалов (параметр Т) и введения эффективного коэффициента Стокса (Stkeff). Отмечена особая роль для увеличения эффективности осаждения частиц дымовых газов при действии электростатического поля (?E). В перспективе полученные результаты исследований могут быть использованы при разработке и проектировании комбинированных газоочистных аппаратов, использующих совместное действие фильтрования и действия электростатического поля.
Об авторах
Д. С. ПроцкоРоссия
инструктор практического обучения, , ул. Старых Большевиков, 54А, Воронеж, 394064, Россия
С. Ю. Панов
д.т.н., профессор, кафедра 206 математики, ул. Старых Большевиков, 54а, г. Воронеж, 394064, Россия
Е. А. Шипилова
к.т.н., доцент, кафедра 206 математики, ул. Старых Большевиков, 54а, г. Воронеж, 394064, Россия
О. М. Белых
руководитель группы разработки, SAP ABAP , Проспект Труда, 65, Воронеж, 394026, Россия
А. А. Хвостов
д.т.н, профессор, кафедра прикладной математики и механики, ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж, 394006, Россия
Список литературы
1. Ешжанов А.А., Волненко А.А., Жумадуллаев Д.К., Абжапбаров А.А. и др. Промышленные испытания и внедрение аппарата с комбинированной регулярно-взвешенной насадкой в производстве монохромата натрия // Технические науки: проблемы и решения. 2019. С. 132-138.
2. Бочкарев, В.В. Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. 318 с.
3. Усманова Р.Р., Заиков Г.Е. Разработка рекомендаций по проектированию, промышленному использованию и технико-экологической оценке газопромывателя // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. №. 4.
4. Усманова Р.Р. Опыт промышленного внедрения технологии комбинированной двухступенчатой очистки газовых выбросов // Актуальные проблемы естественных наук. 2020. С. 419-426.
5. Дмитриев А.В., Зинуров В.Э., Дмитриева О.С., Линь Н.В. Улавливание частиц из дымовых газов прямоугольными сепараторами // Вестник Казанского технологического университета. 2017. Т. 20. №. 15.
6. Лаптев А.Г., Исхаков А.Р. Эффективность очистки газов от тонкодисперсной фазы в распыливающих газосепараторах // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. №. 13.
7. Усманова Р.Р., Жернаков В.С. Имитационное моделирование и исследование факторов, влияющих на аэродинамические показатели процесса газоочистки // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика СП Королёва (национального исследовательского университета). 2014. №. 1 (43).
8. Николаев В.Н., Кондратьев В.В. Технологическое решение интенсификации процессов газоудаления и газоочистки алюминиевого производства // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2012. №. 7 (66).
9. Шипилова Е.А., Хворостян А.В. Влияние механизмов осаждения частиц аэрозоля на управление процессом регенерации зернистых фильтров // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2015. № 1 (5). С. 23–26.
10. Зинуров В.Э., Мубаракшина Р.Р., Антонов М.А. Повышение эффективности процессов газоочистки от твердых частиц // Проблемы и перспективы развития электроэнергетики и электротехники. 2020. С. 193-197.
11. Wu X., Wu K., Zhang Y., Hong Q. et al. Comparative life cycle assessment and economic analysis of typical flue-gas cleaning processes of coal-fired power plants in China // Journal of cleaner production. 2017. V. 142. P. 3236-3242. doi: 10.1016/j.jclepro.2016.10.146
12. Karmakar M.K., Chandra P., Chatterjee P.K. A review on the fuel gas cleaning technologies in gasification process // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2015. V. 3. №. 2. P. 689-702. doi: 10.1016/j.jece.2015.02.011
13. Schwarz A.D., Meyer J., Dittler A. Interaction of water droplets with soluble filter cakes in gas cleaning applications // Separation and Purification Technology. 2021. V. 259. P. 118128. doi: 10.1016/j.seppur.2020.118128
14. M?ller M. Integration of hot gas cleaning at temperatures above the ash melting point in IGCC // Fuel. 2013. V. 108. P. 37-41. doi: 10.1016/j.fuel.2011.04.016
15. Courson C., Gallucci K. Gas cleaning for waste applications (syngas cleaning for catalytic synthetic natural gas synthesis) // Substitute Natural Gas from Waste. Academic Press, 2019. P. 161-220. doi: 10.1016/B978-0-12-815554-7.00008-8
16. Loipersb?ck J., Weber G., Rauch R., Hofbauer H. Developing an adsorption-based gas cleaning system for a dual fluidized bed gasification process // Biomass Conversion and Biorefinery. 2021. V. 11. №. 1. P. 85-94. doi: 10.1007/s13399-020-00999-1
17. Rene E.R., Veiga M.C., Kennes C. Combined biological and physicochemical waste-gas cleaning techniques // Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2012. V. 47. №. 7. P. 920-939. doi: 10.1080/10934529.2012.667289
18. Rapagna S. et al. Integration of biomass gasification and hot gas cleaning processes // Chemical Engineering Transactions. 2018. V. 67. P. 661-666. doi: 10.3303/CET1867111
19. Asadullah M. Biomass gasification gas cleaning for downstream applications: A comparative critical review // Renewable and sustainable energy reviews. 2014. V. 40. P. 118-132. doi: 10.1016/j.rser.2014.07.132
20. Hu Y., Yan J. Characterization of flue gas in oxy-coal combustion processes for CO2 capture // Applied Energy. 2012. V. 90. №. 1. P. 113-121. doi: 10.1016/j.apenergy.2011.03.005
Рецензия
Для цитирования:
Процко Д.С., Панов С.Ю., Шипилова Е.А., Белых О.М., Хвостов А.А. Особенности улавливания частиц дисперсной фазы при разделении дымовых газовых потоков перфорированными фильтровальными перегородками. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(4):295-301. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-295-301
For citation:
Protsko D.S., Panov S.Y., Shipilova E.A., Belykh O.M., Khvostov A.A. Specificity of separate dispersed phase particles from flue gas flows by perfo-rated filter barrier. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(4):295-301. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-295-301