1335

Аппараты мокрой очистки газов

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Способы отделения твердых и жидких частиц. Основные преимущества аппаратов МОГ. Физические основы мокрой очистки газов. Каталитическая очистка газов. Основные параметры, характеризующие работу вентиляторов.

Русский

2013-01-06

777.58 KB

265 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ 
Конспект  лекций  по  разделу  «Аппараты  мокрой  очистки  газов» 
 
дисциплины «Прикладная аэроэкология», (для студентов 4 курса днев-
ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО 
ХОЗЯЙСТВА 
ной  и  заочной  форм  обучения  спец. 7.070801 «Экология  и  охрана ок-
 
ружающей  среды»).  Авт.  Бекетов  В.Е.,  Джураева  О.С.,  Коваленко 
 
 

Ю.Л.- Харьков: ХНАГХ, 2006.-  с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Авторы: В.Е.Бекетов, 
 
О.С.Джураева, 
 
Ю.Л. Коваленко. 
 
 
 
 
 
Рецензент:    
Конспект лекций  
 
«Аппараты мокрой очистки газов» 
 
 
по разделу дисциплины «Прикладная аэроэкология» 
 
 
 
(для студентов 4-го курса дневной и 5-го курса заочной форм обучения  
Рекомендовано кафедрой ИЭГ, протокол №     от         200   г. 
 
спец. 7.070801 «Экология и охрана окружающей среды») 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ХАРЬКОВ-ХНАГХ-2006 
 

  3
  4 
 
газов; 
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПЫЛЕ И ГАЗООЧИСТКИ 
5.
 
 
-возможность  использования  для  очистки  горючих  и  взрывоопасных    га-
В  основу  классификации  систем  пыле-  и  газоочистки  положен  применяе-
зов; 
мый способ очистки. 
6.  -возможность улавливания одновременно твердых, жидких и газообразных 
компонентов; 
1.Способы отделения твердых и жидких частиц: 
7.  -надежность и долговечность обусловлена отсутствием подвижных узлов; 
-инерционные  пылеуловители (аппараты сухой инерционной очистки газов) 
8.  простота  и  безопасность  эксплуатации  обусловлена  отсутствием  высоких 
-фильтры 
напряжений сложных устройств. 
-аппараты  электрической очистки газов 
Основные недостатки аппаратов МОГ: 
-аппараты  мокрой очистки газов. 
1. -значительные затраты энергии при высокой степени очистки; 
2.Способы удаления газо- и парообразных компонентов: 
2. -проблема шлама, его использование и утилизация уловленного продукта; 
-абсорберы 
3. -образование  отложений  уловленных  частиц  на  внутренних  поверхностях 
оборудования при охлаждении дымовых газов до  t
-адсорберы 
р или выносе влаги из пыле-
уловителя. 
-устройства для термической очистки газов 
4. -коррозионный  износ  оборудования  и  газопроводов  при  очистке  газов,  со-
-аппараты каталитической очистки газов 
держащих агрессивные компоненты; 
-биохимические реакторы. 
5. -вредное влияние капельной влаги на стенки дымовых кирпичных и железо-
1. Аппараты  мокрой очистки газов. 
бетонных  труб; 
Мокрая  очистка  газов  (гидромеханическая,  промывка  газов,  скрубберная 
6. -ухудшение условий рассеивания пыли и газов, выбрасываемых через дымо-
очистка) – один из наиболее эффективных и распространенных способов пыле-
вые трубы. 
Физические основы мокрой очистки газов 
улавливания. В качестве орошающей жидкости чаще всего используется вода. 
При улавливании в одном аппарате одновременно твердых и газообразных за-
В практике используют два способа  захвата частиц пыли жидкостью: 
грязняющих  веществ  выбор  орошающей  жидкости  обусловлен  процессом  аб-
1.  -каплями жидкости; 
2.  -пленкой жидкости; 
сорбции.  Мокрую  очистку  применяют,  когда  допустимо  увлажнение  и  охлаж-
(вариант 2-го способа: барботаж - прохождение пузырьков газа 
дение дымового газа, отработаны мероприятия по предотвращению брызгоуно-
через слой жидкости). 
са и утилизации стоков. 
Для реализации процесса очистки газа каплями жидкости запыленный газ 
Основные преимущества аппаратов МОГ. 
промывают  диспергированной  жидкостью.  Частицы  пыли  захватываются  кап-
1.  -простота конструкции и относительно невысокая стоимость; 
лями жидкости и выводятся из газового потока. 
2.  -более высокая эффективность по сравнению с сухими  аппаратами инер-
При движении капли в  пространстве, заполненном дымовым газом, осаж-
дение пыли на капле происходит в основном  вследствие кинематической коа-
ционного типа; 
гуляции,  обусловленной  движением  капель  жидкости  и  частиц  пыли  с  различ-
3.  -меньшие габариты по сравнению с тканевыми и электрофильтрами; 
ными скоростями. 
4.  -возможность использования для очистки высокотемпературных, влажных 
Кроме  того,  в  процессе  очистки  газов  могут  использоваться  следующие 
 
 










  5
  6 
виды (механизмы) коагуляции
 =π d3k / 6,  м3 
-тепловая  (броуновская  диффузия)  преимущественно  для  мелких  частиц 
распыляемый объем воды , м3/с содержит 
пыли размером менее 1 мкм; 
к капель:  
-градиентная – протекающая в потоках при наличии поперечного градиен-
n к  = 6 Qв / π d3k,  
шт/с
та скорости; 
количество частиц, уловленных в единицу времени при распылении воды 
-турбулентная – обусловлена турбулентными пульсациями в потоке запы-
Qв, м3/с:  
ленного газа. 
Рассмотрим  движение капли в потоке запыленного газа. Каплю считаем 
2
π
Q
6
3ω ZQ
k
B
о
B
η
= *
*ω *Z*
=
сферической: 
з
o
4
3
π
2d
  , шт/с  ( 1) 
d
k
k
k 
 
F 
Масса одной частицы mч равна: 
 
3
ω
= ρ * d
π ч
 
o 
ч
ч
 ,  кг 
 
Счетная концентрация пыли Z , выраженная через массовую концентрацию 
 
С равна: 
 
6C
=
N
, шт/м3  
 ( 2) 
t- количество частиц, уловленных в единицу времени одной каплей: 
ρ d
π
ч
ч
Nt-= ήз * (π d2k / 4) * ωo * Z ,  1/c 
Суммарная m
где: d
n масса N частиц пыли, уловленной в единицу времени при 
k - диаметр капли, м; 
ω
распылении воды Qв, м3/с: 
o-скорость движения капли относительно частиц пыли, м/с; 
Z - счетная концентрация пыли, шт/м3; 
3
d
π ч
ή
N
 ,   кг/с     
( 3) 
з- коэффициент захвата – отношение площади сечения очищенно-
n
ч
6
го каплей потока к площади поперечного сечения капли; 
Подставляя формулы (2) и (1) в формулу (3) получим массу пыли m
Определяющим параметром инерционного осаждения является критерий 
n , 
уловленной в единицу времени: 
Стокса - St k
Величина    «С»  значима  при 
3η ω CQ
з
o
в
=
2ρ ω с
d
 ,  кг/с 
ч‹1мкм; 
n
2d
ч
ч
Stk
0
=
k
С
18 d
μ
 
dч=10=1; 
к
С
Следовательно,  количество  уловленной  пыли  пропорционально  относи-
dч=1=1,16; 
где:    dч - диаметр частицы пыли, м; 
Сdч=0,1=2,9; 
тельной  скорости  движения  капли,  расходу  орошающей  жидкости  и  концен-
ρ ч  -плотность частицы, кг/м3; 
С
μ - 
трации пыли в газе и обратно пропорционально диаметру капель жидкости.  
вязкость газа, н с/м2. 
dч=0,01=24,5; 
с – поправка Кеннингема. 
Данная  модель  рассчитана  для  капель  сферической  формы    одинакового 
ήз = f(Stk) и задается различными эмпирическими формулами. 
размера (неизменного со временем), движущихся относительно частиц пыли с 
Определим N - количество частиц, уловленных в единицу времени при 
постоянной скоростью, равномерно распределенных по сечению аппарата.  
В реальных аппаратах капли: 
распылении расхода воды , Qв, м3/с: 
•  деформируются под воздействием аэродинамического сопротивления; 
1 капля занимает объем равный Vк: 
•  имеют полидисперсный состав; 
•  изменяют скорость и направление движения под действием сил аэродинами-
 
 



  7
  8 
ческого сопротивления, гравитационных и др.; 
Граничная скорость удара, при которой еще возможно прилипание 
•  изменяются в размерах за счет испарения и конденсации. 
частиц, равна:  W=0,249/d 
Поэтому для расчета аппарата очистки газов его разбивают на достаточно 
Рассмотрим процесс осаждения частиц на пленке жидкости. При наличии 
большое количество участков по  ходу газа и считают эти параметры по длине 
пленки условия прилипания существенно улучшаются. Наибольший интерес 
каждого участка постоянными: 
представляет перемещение частиц в нормальном к поверхности пленки направ-
лении. 
Схема захвата частицы пленкой жидкости показана на рисунке: 
 
В качестве размера капель берется его медианный размер, либо расчет ве-
дется отдельно для каждой из фракций размеров капель. 
 
Из-за сложности расчетов часто для определения степени ή очистки газов 
Частица удерживается на поверхности пленки жидкости силой адгезии, 
пользуются эмпирической зависимостью: 
которая определяется по формуле: 
ή = 1 – exp ( - k m S 0.5
2πσd
tk
 ) 
P
ч
=
cos ϕ  ,    н 
где: 
ад
α
1+ tg
k - константа; 
2
m - удельный расход жидкости, м3/м3. 
где:  α-угол, определяющий смоченную часть поверхности частицы; 
Улавливание частиц пленкой жидкости.  
φ-краевой угол смачивания, зависит от физико-химических свойств и 
Осаждение пыли на пленку жидкости осуществляют при направлении по-
дисперсного состава пыли; 
тока частиц пыли на поверхность жидкости; на смоченную жидкостью стен-
σ-поверхностное натяжение, н/м. 
ку; на пленку специально полученных газовых пузырей (барботаж). 
Для хорошо смачивающих жидкостей (φ ≈ 0 ) и при точечном контакте 
При ударе частицы о поверхность возможны либо отскок частицы, либо 
 (α ≈  0) величина силы адгезии равна: 
прилипание к пленке за счет сил адгезии Рад. Отскок возникает, если кинетиче-
Pад 2 π σ dч 
ская энергия частицы больше энергии адгезии: 
Для  пленки  минерального  масла  P
mW
2
ад  = 157d, (для  твердой  поверхности - 
отск Eад  
Рад=0,012d ). Сила  адгезии  на  пленке  жидкости  (масла)  во  много  раз  больше, 
2
чем на сухой поверхности. 
где: m -масса частицы диаметром dч   и плотностью ρ, m=πd3ρ/6; 
Смачиваемость  материалов  ухудшается  с  уменьшением  размеров  частиц. 
Wотск- скорость отскока в предположении отсутствия сил адгезии 
(W=0,8 скорости удара). 
Поэтому в технике пылеулавливания часто приходится иметь дело с гидрофоб-
Ориентировочно для твердой поверхности-стенки можно принять: 
ными частицами. 
Е Р dh
Для  улавливания  на  пленку  жидкости  гидрофобных  частиц  (несмачивае-
Рад=0,012d;   ад
∫ ад 
мых) необходимо, чтобы их кинетическая энергия превышала работу погруже-
где: h-зазор между поверхностью и частицей. 
ния частиц в жидкость, т.е. работу преодоления сил поверхностного натяжения. 
 
 


  9
  10 
Предельная  скорость  W  удара  частицы,  обеспечивающая  ее  погру-
Энергетический метод расчета мокрых пылеуловителей 
жение в жидкость, равна: 
Эффективность  работы  мокрых  пылеуловителей  определяется  затратами 
1
σ
8
энергии на процесс очистки газа. При этом учитывается как энергия, затрачен-
=
ψ
cos
ρ 
ная на движение газа через пылеуловитель, так и энергия, затраченная на пода-
ψ- угол между направлением движения частицы и нормалью к по-
чу и диспергирование жидкости. 
верхности жидкости в точке удара. 
Энергетическим параметром является суммарная энергия соприкосновения 
При ψ = 0 , т.е. при движении частицы по нормали к поверхности жидко-
Кч – расход энергии на обработку единицы объема газа в единицу времени: 
сти:  
Q
N
в
м
3
σ
К Р
Δ
Р
+
кДж /1000м
ч
ап
в
 
= 83
,
2
Q
Q
г
г
ρ  
d
где: ∆Рап- гидравлическое сопротивление аппарата, Па; 
При больших углах  ψ  частицы рикошетируют от поверхности и улавли-
Рв- давление распыляемой жидкости при входе в аппарат, Па; 
- мощность вращающегося механизма, расходуемая на контакти-
вание возможно только при высоких скоростях удара. При значениях Re<5 час-
рование газов с жидкостью, Вт; 
тицы не погружаются в момент удара о пленку полностью и легко могут быть 
- объемные расходы жидкости и газа на входе в аппарат, м3/с. 
сорваны газовым потоком.  
Значимость каждого слагаемого зависит от типа аппарата. 
Улавливание  частиц  в  режиме  барботажа  –  следует  рассматривать  как 
Зависимость между степенью очистки и затратами энергии определяется по 
формуле 
частный случай осаждения частиц на пленку жидкости. 
η = 1– exp ( - В К х ) 
При пылеулавливании в режиме барботажа действуют механизмы инерци-
ч 
где: В и хконстанты, зависящие от физико-химических свойств и 
онного, гравитационного и диффузионного осаждения на поверхности газовых 
дисперсного состава пыли и определяются экспериментально.  
 
пузырей.  Диаметр  газовых  пузырьков  составляет  2-20 мм.  При  dп > 2÷3 мм  
Например: 
они теряют сферическую форму, превращаясь в эллипсоиды. Для определения 
№ п/п 
Вид пыли 
В 
х 

Пыль из доменных печей 0,1925 
0,3255 
критического диаметра пузырька d кр
Пыль мартеновских печей на дутье, 
п  существует эмпирическая формула: 

1,565 х 10-6 1,619 
обогащенном О2 
 
Пыль мартеновских печей на воздуш-

1,74 х 10-6 1,594 
ном дутье 
3

Пыль чугуноплавильных вагранок 1,355 
х 10-2 0,621 
кр
2
3/β
=
σ

Пыль известковых печей 6,5 
х 10-4 1,0529 
п
2 3
V
 
Пыль от печей производства целлюло-

4 х10-4 1,05 
п
ρ /ρ
г
ж
зы 

Дурнопахнущие вещества 1,09 
х10-5 1,415 
где: 
 
Величина η при высоких значениях степени пылеулавливания мало харак-
β- коэффициент определяемый экспериментально; 
теризует качество очистки. Поэтому часто используют показатель число единиц 
Vп- скорость подъема пузырька,    Vп  = 0,28÷ 0,4 м/с.  
переноса Nч, который аналогичен параметру, применяемому в технологических 
При  инерционном  (за  счет  центробежных  сил)  осаждении  число  частиц, 
процессах, связанных с массопереносом:  
осаждающихся в пузырьке за 1 с составляет: 
1
⎡ 1 ⎤

2
π *Z V
*
= ln
х
ч


ВК
п
п
    Тогда: 
4
, 1/с. 
⎣1−η ⎦
      ч
ч  
 
 



  11
  12 
 
ТЕПЛО- И МАССООБМЕН В МОКРЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯХ 
 
 
 
 
В мокрых пылеуловителях одновременно с пылеулавливанием, как прави-
Эта  зависимость  аппроксимируется  в  логарифмических  координатах  пря-
ло,  идут  процессы    тепло-  и  массообмена.  Это  является  следствием  разности 
мой линией: 
температур  газа и жидкости различия  парциального  давления пара в газе Рг и 
 
над жидкостью Рж. Эти процессы могут осуществляться как с испарением воды 
 
(испарительное  охлаждение),  так    и  с  конденсацией  (конденсационное)  водя-
  х=tgα 
ных паров, содержащихся в газе. 
B=Nч при Кч=1 
Испарительное  охлаждение  происходит  при  взаимодействии  горячего  су-
 
хого или ненасыщенного влагой газа с подогретой водой. При охлаждении газа 
 
одновременно увеличивается его влагосодержание 
 
Конденсационное охлаждение происходит, если горячий газ, насыщенный 
Применимость энергетического метода расчета для различных типов мок-
водяными парами встречается с холодной водой. 
рых пылеуловителей объясняется темя, что в основе  улавливания  взвешенных 
Рассмотрим процессы тепло- и массообмена капли жидкости, находящейся 
частиц  лежит  в  основном  один  и  тот  же  механизм – инерционное  осаждение
в горячем газе. 
При усилении влияния других механизмов (например, диффузионного)  наблю-
 
даются значительные отклонения от энергетической зависимости. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Количество тепла, передаваемого от газа к жидкости: 
q = α ( tг - -  t1ж ) F = λ F ∂t/∂l  , Дж/с 
где: 
α [Дж/с м2 К] - коэффициент теплоотдачи, характеризует интен-
сивность теплообмена между поверхностью тела и окружающей 
средой. Численно равен количеству теплоты, отдаваемого единицей 
поверхности в единицу времени при разности температуры между 
поверхностью тела и окружающей средой в один градус. 
 – температура газа на достаточном удалении от капли; 
t1ж – температура поверхности капли жидкости; 
F – площадь поверхности капли; 
λ [Дж/с м К] – коэффициент теплопроводности, характеризует спо-
собность вещества проводить теплоту, равен количеству теплоты, 
переданному в единицу времени через единицу площади при градиенте 
температуры в один градус; 
∂t/∂l – градиент температуры. 

 
 

  13
  14 
α,  λ    -определяются  экспериментально,  отдельно  для  каждого  ве-
что парогазокапельную смесь на выходе из них можно с дос-
щества и конкретных  условий теплообмена. Для  их  приблизительного расчета 
таточной точностью считать термодинамически равновесной; 
используют метод теории подобия
•  потерями тепла в окружающую среду через стенки аппарата можно 
пренебречь. 
Количество тепла, полученное каплей жидкости при нагреве ее на ∆t: 
В этих условиях для определения параметров газа и жидкости на выходе 
q = Ск тк ∆t
из аппарата газоочистки можно воспользоваться законом сохранения энергии в 
где: 
С
форме теплового баланса: 
к - теплоемкость жидкости, Дж/кг оС; 
тк - масса капли, кг. 
количество тепла, вносимое в газоочистку с газом орошающей жидко-
Количество тепла, полученное каплей жидкости при нагреве капли до тем-
стью и водяным паром равно количеству тепла, выносимого из аппарата с 
пературы кипения, испарении ее и нагреве пара до температуры tп2: 
газом, уходящей жидкостью и водяными парами. 
q = Ск тк( tкип  - tк1 ) + r тк + Сп тк (tп2 - tкип ) 
qсг1  + qпг1  + qв1   =   qсг2 + qпг2  + qв2    
где  t
где: 
кип - температура кипения жидкости; 
t
q
к1 - начальная температура капли; 
сг1 - количество тепла, вносимое сухим газом в газоочистку: 
r - скрытая теплота парообразования; 
qсг1 = Срг Gг tг1 
Сп - теплоемкость пара; 
t
С
п2 - конечная температура пара. 
рг теплоемкость дымового газа, Дж/кг оС; 
Используя понятие энтальпии: 
qпг1 - количество тепла, вносимое в газоочистку водяными парами, 
содержащимися в газе: 
q = тк (iп2 - iк1 ) 
qпг1 =  iп1 Gп1   = iп1 Gг d1 ,   Дж/с 
i
где  i
п - энтальпия водяных паров; 
п2 - энтальпия водяного пара при конечной температуре; 
d
i
- влагосодержание;  
к1 - энтальпия воды при начальной температуре. 
1 - количество тепла, вносимое в газоочистку орошающей водой: 
 
q
По аналогии с уравнением теплообмена запишем уравнение массообмена: 
в1  = Св  Gв1 tв1   
С
∆М β F ( Р
в - теплоемкость воды; 
к - Рг ) ,  кг/с 
qсг2 - количество тепла, выносимое сухим газом из газоочистки: 
где: 
qсг2 = Срг Gг tг2  
β [кг/м2 с Па ] – коэффициент массообмена – количество вещества, 
q
отдаваемого единицей поверхности в единицу времени при градиенте 
пг2количество тепла, выносимое водяным паром из газоочистки: 
qпг2 = iп2 Gг d2 
давления в 1 Па; 
Р

q
г, Рк – парциальное давление пара в газе на удалении от капли и у ее 
в2 - количество тепла, выносимое из газоочистки с вытекающей во-
поверхности. 
дой: 
qв2 = Св  Gв2 tв2 
Расчеты процессов тепло- и массообмена (ТМО) и опыт эксплуатации ап-
паратов мокрой очистки газов показывают: 
Исходя  из допущения о  термодинамическом равновесии: температура  во-
ды  на  выходе  из  газоочистки  равна  температуре  газа  и  температуре  водяных 
•  в большинстве аппаратов процессы ТМО идут настолько интенсивно, 
паров, содержащихся в газе  
 
 


  15
  16 
tв2 = tг2 = tп2 = t2,  
УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ОСНОВЫ РАСЧЕТА 
Запишем выражение для энтальпии пара i
АППАРАТОВ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ 
п
i
1.Форсуночные скрубберы 
п = 2501 + 1,93 t , 
 
 кДж/кг  
Предназначены для улавливания из газа частиц размером более 10-15 мкм, 
Теплоемкость газа в первом приближении можно считать равной теплоем-
а также для охлаждения и увлажнения газа. 
кости воздуха, т.е. Срг ≈ Срв = 1 кДж/кг оС. 
Влажность газов может быть определена как: 
1-цилиндрический корпус; 
2-входной патрубок; 

0,804 Р парц 
кг вп 
d=
3-выходной патрубок; 
 

( Р - Р
4-подвод воды на орошение; 
 парц ) ρг 
кг св 
5-регулирующие задвижки; 
С учетом вышеуказанного мы имеем уравнение с 2-мя неизвестными Gв2 и 
6-КИП параметров воды; 
7-форсунки верхнего и нижнего 

t2 . 
ярусов орошения; 
8-гидрозатвор. 

Дополним его уравнением материального баланса: 
 
Gв1 + Gг d1 = Gв2 + Gг d2   
Решая систему из 2-х уравнений с 2-мя неизвестными, зная параметры газа пе-
ред мокрой газоочисткой, определяем параметры газа на выходе из нее. 
 
 
Очистка газа происходит путем инерционного осаждения частиц пыли  на 
равномерном потоке мелко диспергированных капель, движущихся под дейст-
вием силы тяжести вниз. 
По направлению движения газов и жидкости скрубберы делятся на: 
-противоточные; 
-прямоточные; 
-с поперечным подводом жидкости. 
Газ,  проходящий  через  скруббер,  как  правило,  охлаждается  до 40-50оС  и 
увлажняется до состояния насыщения. Скорость газа в скруббере составляет 0,7 
÷ 1,5 м/с. При больших скоростях начинается капельный вынос влаги, способ-
ствующий  образованию  отложений  пыли  на  внутренних  поверхностях  выход-
ного патрубка. Удельный расход воды составляет 1÷6 л/м3 .Гидравлическое со-
противление – до 250 Па. Максимальная степень очистки достигается при  dк = 
0,6 ÷ 1 мм.  
 
 



  17
  18 
Степень очистки газов:  
2.Механические газопромыватели 
С
⎛ 3η ω H V 
Особенностью  механических  газопромывателей  является  наличие    вра-
η = − 2
1
= −
з
0
ж
1


exp −


щающегося устройства (ротора, диска), которое обеспечивает разбрызгивание и 
С
2
 
1

ω d V
к
к
г 
перемешивание жидкости с газовым потоком. 
где: 
Механические газопромыватели подразделяются на две группы: 
ηз - коэффициент захвата; 
2.1.Механические скрубберы – очищаемые газы приводятся в соприкосно-
ωo -относительная скорость капель и пыли; 
Н -активная высота скруббера (принимают Н=2,5D ); 
вение с жидкостью, разбрызгиваемой с помощью вращающегося тела. 
ωк -скорость движения капель; 
dk -диаметр капель; 
1-корпус;  
/ Vг  -удельный объемный расход воды,л/м3.  
2-вращающийся диск;  
Скорость осаждения капель: 
3-подвод воды;  
4-вход газа;  

4 ρgdк
ω
Δ
=
5-выход газа;  
2
к
ρ  
6-гидрозатвор. 
x
г
24
ω
k
k
Re=
где: 
      
С =
,приRe 1

х
Re
 
ν  
г
 
24 

Сх 
( 1 

Re  )  
при Re≤ 5    
 
Re 
16 
 
 
2.2.Динамические газопромыватели (дезинтеграторы) – для вращения га-
24 
Re0,667 
Сх 
( 1 


при Re≤ 400 
зового потока и перемешивания его с жидкостью используется крыльчатка. 
Re 
16 
Коэффициент захвата ηз равен: 
1-вращающийся вал;  
2
2-круглый диск;  
η =
Stk
3-лопатки ротора;  
з
(Stk+ 35
,
0
)2  
4-стержни;  
5-конус  с  отверстиями  для  раз-

2ρ ω С
брызгивания воды;  
ч
ч
Stk
0
=
6-патрубок подвода воды;  
18 d
μ
 - критерий Стокса; 
к
7-улиткообразный корпус;  
С – поправка Кеннингема, С=1 при dч ›10 мкм. 
8-стержни неподвижные; 
 9-патрубок входа газа;  

Для скруббера при условии / Vг = 2 л/м3 коэффициент захвата равен: 
10-отвод газа;  
 η
11-отвод шлама. 
з = 1 – 0,15 Stk -1,24 
 
 
 

  19
  20 
Дезинтегратор  представляет  собой  мокрый  пылеуловитель-
3. Скрубберы Вентури. 
вентилятор, состоящий из статора (7 – 10) и ротора (1 -6), каждый из которых 
Предназначены для очистки газов от мелкодисперсной пыли, их охлажде-
снабжен лопатками. Через сопла корпуса 5  вовнутрь впрыскивается жидкость. 
ния  и увлажнения. При использовании в качестве орошающей жидкости хими-
Газовый  поток,  движущийся  в  межлопаточном  пространстве,  со  скоростью  до 
ческих реагентов скруббер Вентури  может быть использован для  улавливания 
90 м/с обеспечивает дробление жидкости на мелкие капли  и  хороший контакт 
газообразных примесей. 
улавливаемых из газа частиц с жидкостью. 
Скрубберы Вентури состоит из: 
Производительность дезинтеграторов – до 80 000м3/час; 
- трубы Вентури (т.В.); 
Развиваемый напор – до 5 кПа; 
- каплеуловителя.   
 
 
 
 

Расход воды – 0,5 – 1,5 л/м3 ; 
 
 
 
 
 
 
 
 
3                                                                     8 
Удельный расход электроэнергии -    18-22 МДж/1000м3 ; 

 
Температура очищаемых газов -   до 60 оС; 
 
 
 
 
 
 
 
 

Начальная запыленность – до 2 г/м3; 
 
Запыленность очищенного газа на выходе – 30 -50 мг/м3; 
 
 
 
 
 
 
 
 
5                                                                    6 
Степень очистки:  
 
ή =70% при dч = 0,5 мкм 
 
ή =90 -95 % при dч = 1,0 мкм. 
 
Газы  после  дезинтегратора  содержат  капли  и  туман  и  должны  быть  про-
1 – входной патрубок; 
пущены через каплеуловитель. 
2 - конфузор;   
 
 
 
 
 
 
 

3 - орошающее устройство; 
4 – горловина; 
5 – диффузор; 
6 – корпус каплеуловителя; 
7– гидрозатвор. 
8– выходной патрубок. 
Работа скруббера Вентури основана на дроблении воды турбулентным га-
зовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляц-
ции  и осаждении в каплеуловителе инерционного типа. 
В конфузоре осуществляется  увеличение скорости газа, впрыск и дробле-
ние жидкости. 
В горловине за счет разницы скоростей капли и частицы  пыли последние 
 
 

  21
  22 
оседают на каплях жидкости.  
неодномерность процесса не позволяет до настоящего времени создать 
В  диффузоре  за  счет  снижения  скорости  восстанавливается  часть  давле-
надежную теорию расчета этого аппарата.  
ния, затраченного на создание высокой скорости газа в горловине. 
Практические расчеты ведутся с использованием методов теории подобия 
В каплеуловителе под действием центробежных сил осуществляется сепа-
и эмпирических зависимостей. 
рация капель жидкости, осаждение их на стенку и отвод жидкости в виде шла-
Расчет процесса дробления. 
ма через гидрозатвор. 
При  введении  жидкости  в  трубу  Вентури  осуществляется  дробление  ка-
Изменение скорости газа, капель и давления  по длине трубы Вентури  по-
пель на более мелкие  за счет энергии турбулентного  потока.  Наиболее точная 
казано на графике: 
формула  для  определения  среднего  диаметра  капли  при  распыле  жидкости 
 
пневмофорсункой предложена японскими учеными  ( Нукияма и Таназава ) : 
 
Р 
3η ω CQ
з
o
в
=
 
n
 
 ω 
2d
1,5 
k
585 х 10-3√ σ 
μ
dk = 
+ 53,4
ж 
0,45

(
)
(

 
ω
ωо  √  ρж
√ ρж σ

 
г 
где: ω
 
 
ω
о – относительная скорость капель, м/с;  
к 
Qж/ Qг – отношение объема жидкости к объему газа, м3/м3; 
 
σ – поверхностное натяжение, н/м
 
При скорости газа в горловине выше 60 м/с точность формулы высо-
За  счет  сил  аэродинамического  сопротивления  капли  одновременно  с 
ка. Ошибка становится значительной при скорости менее 30 м/с. 
дроблением  получают  значительное  ускорение  и  в  конце  горловины  приобре-
Границу  устойчивости капли можно определить по численному значению 
тают скорость, близкую к скорости газового потока. В диффузоре скорости ка-
критерия Вебера ( Wе ): 
пель  и  газа  падают,  причем,  вследствие  сил  инерции  скорость  капель  больше 
ρ
2
г ωо  dк 
Wе = 
скорости газа. 
σ 
 
Процесс очистки более интенсивно идет в конце конфузора и в начале гор-
При  Wе > Wе кр капля теряет устойчивость и начинает дробиться. Wе кр 
ловины, где разность скоростей ωк  - ωг  наиболее значительна. 
= 5 ÷ 12. 
Параметры, достигаемые в трубе Вентури: 
Определение гидравлического сопротивления 
-  степень очистки газа – 96-99%:; 
Потеря давления в трубе Вентури зависит от скорости газа в горловине и 
-  максимальная запыленность очищаемого газа – до 100 г/м3; 
удельного расхода воды: 
-  размер частиц улавливаемой пыли – до 0,2 – 0,1 мкм; 
∆Р
-
тр = ∆Рг + ∆Рв, 
  скорость газа в горловине - ωг =100 – 170 м/с; 
где:  ∆Р
-
г - гидравлическое  сопротивление  сухой  трубы,  обусловленное 
  удельный расход воды – 0,5 – 1,5 л/м3; 
-
движением газов, Па; 
  перепад давления на трубе Вентури – до 20-30кПа (200-2000 мм в ст); 
Высокая интенсивность процессов дробления и коагуляции капель, тепло- 
∆Рв - доля  гидравлического  сопротивления,  обусловленного  вводом 
и  массообмена  между  каплями,  газом  и  частицами  пыли,  нестационарность  и 
орошающей жидукости, Па;  
 
 


  23
  24 
∆Р
2.
г = ξг *ρг* ω2г/ 2, 
 
по площади поперечного сечения: 
-  нерегулируемые; 
где:   ξг – коэффициент  гидравлического  сопротивления  сухой  трубы 
-  регулируемые; Промышленно применяются две конструкции: 
Вентури; 
a). 
поворотные заслонки для регулирования щелевого сечения; 
ξ
b). 
перемещение вдоль оси обтекателя для регулирования коль-
г = 0,165 + 0,034 х lг/dг 0,06 + 0,28 х lг/dг ) М ,  
цевого сечения. 
где: lг / dг – отношение длины к диаметру горловины трубы Вентури; 
3. 
по величине гидравлического сопротивления : 
М – число Маха;  М = ω
-
г / ωзв ,  
  высоконапорные ( для очистки газов от субмикронных пылей, ∆Р до 
ω
30000Па); 
зв  скорость звука в газе, м/с;  
-  низконапорные  (для  очистки  газов  от  крупнодисперсной  пыли,  ох-
ωзв = √2 х к/(к + 1)  х √ RT , м/с 
лаждения и увлажнения газов, ∆Р = 2000 – 5000 Па). 
к – коэффициент адиабаты, для воздуха к = 1,4; 
4.  по способу подвода жидкости: 
- центральный (форсуночный) подвод жидкости в конфузор; 
∆Р

в = ξв х ρв  х m х ωг /2 , 
- периферийное орошение в конфузоре или горловине; 
- пленочное орошение; 
где:  ξв – коэффициент  гидравлического  сопротивления,  обуслов-
- бесфорсуночное орошение (подвод жидкости за счет энергии газового 
ленный вводом орошающей жидкости; 
потока). 
ρ
С  аэродинамической  точки  зрения  оптимальной  является  конструкция 
в – плотность орошающей жидкости, кг/м3; 
трубы Вентури со следующими отношениями размеров ее элементов: 
m = Qв / Qг ; 
-  угол сужения конфузора –α = 25 ÷ 28о; 
ξв  = 0,63 х ξг х m-0,3 . 
- угол раскрытия диффузора  - β = 6 ÷ 7о; 
Степень очистки газа  - определяется в первом приближении эмпириче-
- длина горловины - lг = 0,15 ÷ 3  . 

ским методом. 
Температура  и  влагосодержание  –  на  выходе  из  трубы  Вентури  опреде-
Варианты регулированияпло-
щади сечения 
ляются  совместным  решением  уравнений    теплового  и  материального  балан-
а)  Регулирование  кольцевого 
сов. Потерями энергии в окружающую среду, не превышающими 2 - 5%, мож-
сечения  перемещением  обте-
кателя по оси; 

но пренебречь. Парогазокапельную смесь на выходе из трубы Вентури можно 
б)  Регулирование  щелевого  се-
считать термодинамически равновесной. 
чения поворотом заслонок. 
Конструкции труб Вентури    могут различаться: 
 
1. 
по конфигурации поперечного сечения  
Способы подвода жидкости: 
а)Центральный форсуночный 
- круглые ( при малых объемах очищаемых газов); 
подвод 
- щелевые; 
б)Периферийное орошение 
- кольцевые; 
в)Пленочное орошение 
При больших объемах газов применяют батарейные или групповые ком-
г)Бесфорсуночное орошение 
поновки скрубберов Вентури. 
 
 
 
 


  25
  26 
4. Мокрые аппараты центробежного действия (АЦД) 
Скорость газа в поперечном сечении корпуса – 4 – 5 м/с; 
Предназначены для очистки газов от пыли с размером частиц менее 5 - 10 
Скорость газа во входном патрубке – 15 – 25 м/с; 
Расход газов – до 50000м3/ч; 
мкм и концентрацией на входе не более 2 - 5  г/м3.  
Степень очистки зависит от dч  и dскр . Расход воды задается исходя из воз-
можности  создания  сплошной  жидкой  пленки  на  внутренней  поверхности  ап-
Принципиальная схема мокрого аппа-
парата.  
рата центробежного типа 
(центробежного скруббера) 

Расход воды определяется по эмпирической формуле: 
 
Мв = 0,14 х π х  dскр, 
 кг/с 
1- тангенциальный входной патру-
бок; 

Расчет степени очистки ведется для скруббера dскр = 1м, а затем пересчи-
 2 – цилиндрический корпус;  
3 – выходной патрубок; 

тывается на аппарат произвольного размера по формуле: 
4 – гидрозатвор;  
5 – коллектор орошающих форсунок; 

η = 100 – ( 100 – η1 )  dскр 
6 – орошающая форсунка 
η1, % - степень очистки для скруббера d=1м, подсчитывают по фракцион-
Ф
ной степени очистки и фракционному составу пыли: 
вх
η = η
Σ
1
ф
 
100
С увеличением высоты скруббера степень очистки возрастает, но после Н 
= (3 – 4) d
 
скр рост прекращается, поэтому принимают Н = 4 dскр . 
Вместо тангенциального входного патрубка можен быть установлен лопаточ-
Гидравлическое сопротивление скруббера находят по известной формуле: 
ный завихритель. 
∆Р = ξ

скр х ρг  х ωг /2 , 
 
где:  
 
ξв – коэффициент  гидравлического  сопротивления  скруббера,  нахо-
дится  в  пределах  30-45, причем более  высокие    значения  соответст-
 
вуют меньшим диаметрам аппарата; 
 
 
ω  г - скорость газа в поперечном сечении корпуса; 
 
Лопаточный завихритель 
5).  Мокрые аппараты ударно-инерционного действия (УИД). 
Принцип действия АЦД основан на отбрасывании на стенку частиц пыли 
К  аппаратам  УИД  (ротоклоны  и  пылеуловители  типа  ПВМ)  относится 
центробежными силами, возникающими при вращении газового потока в аппа-
большая  группа  пылеуловителей,  в  которых  контакт газа с  жидкостью осуще-
рате и смыве их пленкой жидкости, стекающей по стенкам. 
ствляется  за  счет  удара  газового  потока    о  поверхность  жидкости.  Аппараты 
Пленка жидкости на стенке аппарата непрерывно смещающаяся вниз  соз-
имеют  один  или  несколько  щелевых  каналов  или  перегородок,  нижняя  часть 
дается  за  счет  подачи  воды  специальными  соплами,  расположенными  по  ок-
которых затоплена жидкостью. 
ружности в верхней части аппарата. 
При прохождении каналов очищаемые газы ударяются о поверхность жид-
 
кости и частично захватывают часть ее. В результате образуется водяная завеса 
 
 


  27
  28 
из брызг и капель, на которых под действием сил инерции осаждаются 
Аппарат может быть оборудован устройством для автоматической 
частицы пыли,  содержащиеся  в  газах.  Выносимые из каналов  капли жидкости 
подпитки водой. 
Аппарат  ударно-инерционного  действия  со  щелевым  каналом  сплошной 
отделяются  от  газов  в  последовательно  установленных  каплеуловителях.  Ос-
формы (импеллером) , образованным специально спрофилированными перего-
новная часть захватываемой газами жидкости после выхода из каналов падает в 
родками, называется ротоклоном. 
нижнюю часть аппарата в виде завесы, смешивается с остальной жидкостью и 
Уловленная  пыль  оседает  на  дне  корпуса  аппарата  и  удаляется  скребко-
снова  участвует  в  процессе  очистки.  В  результате  многократного  использова-
вым  конвейером.  
ния жидкости в ней значительно возрастает концентрация взвешенных частиц, 
Расход воды на орошение газа не превышает 0,03 кг/м3 газа, определяется 
только потерями с испарением и выгружаемым шламом. 
а в нижней части аппарата у сливного патрубка накапливает шлам. Через опре-
Расход газа – 3000 – 40000м3/ч 
деленное время, зависящее от входной запыленности газов, шлам периодически 
На 1 м перегородки  2000 ÷ 7500  м3/ч. 
удаляется  из  аппарата.  Вентилятор,  обеспечивающий  транспортировку  газов 
Степень очистки при dч = 10 мкм может достигать 98 – 99%. 
Гидравлическое сопротивление не превышает 1,5 – 3,0 кПа. 
через  аппарат,  монтируется  непосредственно  на  аппарате,  что  обеспечивает 
Скорость газа в щели между перегородками до 15 м/с. 
компактность  установки.  Особенность  аппаратов  УИД – полное  отсутствие 
Гидравлическое сопротивление определяется по формуле: 
средств  перемещения  жидкости,  вся  энергия  для  создания  поверхности  кон-
∆Р = 10 δ + 15 √QIг , Па  или (∆Р = 104 δ + 880 √QIг  ) 
такта подводится через газовый поток. 
где: δ – высота верхнего  уровня воды от нижней кромки верхней пе-
Аппараты УИД предназначены для очистки газов от частиц пыли диамет-
регородки, м;  
QI
ром не менее 5-10 мкм в условиях отсутствия достаточного количества чистой 
г – расход газов на 1 м длины перегородки, м3/с.. 
При логарифмически  нормальном распределении  степень  очист-
воды и невысоких температур очищаемого газа. 
x
1
t2 /2
Принципиальная  схема  аппарата  ударно-инерционного    действия    типа 
ки определяется по формуле:    
η =
e dx=Φ(x)  (1) 
2π −∞
ПВМ (пылеуловитель вентиляционный мокрый) 
на основании следующих значений: 
 
1-входной патрубок; 
lg/d
ч
m
=
 
2-камера запыленных газов; 
δ,м 
d50 , мкм lgση 
 
σ
 
lg ч
 
3-верхняя перегородка; 
0,04 1,5  0,3  
lg/d
m
50
 
=
 
4-нижняя перегородка; 
0,08 1,5 0,24  
2
lg σ
2
+lg σ
η
ч
 
5-скребковый конвейер; 
 
0,20 1,5 0,17  
6-регулятор уровня; 
 
7-жалюзийный  каплеулови-
d50 – диаметр частиц, осаждаемых с эффективностью 50%; 
lgση – стандартное  отклонение  в  функции  распределения  парциальных 
 
тель; 
коэффициентов очистки; 
 
8-вентилятор; 
lgσч – среднеквадратичное отклонение в функции распределения частиц; 
 
9-водоотбойник. 
Вместо вычислений по формуле 1) можно воспользоваться таблицей: 
 
х 
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 
 
 
 
Ф (х) 0,692 0,726 0,758 0,788 0,816 0,841 0,864 0,885 0,903 
 
 

  29
  30 
5.   Барботажные пенные аппараты 
мальной  работы  аппарата.  При  дальнейшем  повышении  скорости  на-
Предназначены для очистки небольших объемов газа от частиц пыли раз-
блюдается  захлебывание  пылеуловителя,  при  котором  прекращается  провал 
мером не менее 5 мкм. 
жидкости через решетки. 
Принципиальная схема. 
Основные параметры пенного барботажного аппарата 
а) с провальной тарелкой (решеткой)  
 
б) с переливной тарелкой 
Диаметр корпуса- до 2-2,5 м; 
 
Живое сечение решетки – 0,2-0,25 м2/м2; 
 
Диаметр отверстий – 4-8 мм; 
 
 
Скорость газов в отверстиях решетки – 6-10 м/с; 
 
Скорость газов в отверстиях при захлебывании – 10-17 м/с; 
 
 
Удельное орошение – 0,4 – 0,6 л/м3; 
 
При очистке газов с запыленностью более 15-20 г/м3 в аппарате последо-
 
 
вательно устанавливают две решетки. 
 
Гидравлическое сопротивление решетки со слоем пены: 
 
 
 
∆Рр = А2 х ρг х (ω2г /2fo) + ∆ Рσ  ,  
 
 
1  - корпус; 2 – тарелка; 3 – приемная коробка; 4 – порог; 5 - сливная ко-
где: fo  - относительная величина живого сечения решетки; 
робка; 6- оросительное устройство; 
∆ Рσ  - доля гидравлического сопротивления слоя, определяющаяся 
 Представляет собой аппарат, перегороженный глризонтальной решеткой 
поверхностным натяжением жидкости. 
с равномерно распределенными мелкими отверстиями. Запыленный газ подает-
∆ Рσ = 4σ / (1,3do + 0,08 d2o) ,  
ся под решетку и отводится из верхней части аппарата.  
где: do  -диаметр отверстия в решетке, м; 
Орошающая  жидкость  подается  на  решетку  сверху  или  сбоку.  Отрабо-
σ – коэффициент поверхностного натяжения, н/м. 
тавшую жидкость можно отводить полным провалом через решетку а) или час-
А = 38,8 m0,7Q -0,57
 ж
 ( ρг/ ρж)0,35 
тичным провалом через решетку и частично через переливной отсек б)
m – удельное орошение, л/м3; 
При скорости газа в аппарате до 1 м/с  наблюдается барботажный режим, 
ρ
при  повышении  скорости  режим  переходит  в  пенный,  при  котором  жидкость, 
г,ρж – плотность газа и жидкости, кг/м3; 
Q
находящаяся на решетке, переходит в состояние турбулизированной пены.  
 ж – плотность орошения, м3/м2 с. 
Критическая скорость в аппарате, при которой происходит процесс пере-
Дальнейшее  увеличение  скорости  приводит  к  возникновению  волнового 
хода от пенного режима к волновому, может быть определена методом после-
режима, характеризующегося колебаниями слоя жидкости вследствие прорыва 
довательного приближения по формуле: 
газовых струй на различных участках решетки. Наблюдается рост гидравличе-
ского сопротивления и унос капель жидкости, что приводит к нарушению нор-
lgωкp = 1350 (fo do / А) + 0,154, 
 
 

  31
  32 
 в первом приближении задается ω
способствует в различных участках газового тракта отложений, нару-
кp = 2 – 2,3. 
шающих нормальную работу установки. Поэтому почти каждый пылеулавли-
Общая  эффективность  пылеулавливания  рассчитывается  по  формуле 1). 
При скорости газа в аппарате  = 2 м/с и высоте слоя пены на решетке Н = 0,09м 
вающий аппарат мокрого типа снабжен сепаратором влаги, т.е. каплеуловите-
d
лем. 
50 = 0,85 мкм (d50 – диаметр частиц, уловленных с эффективностью 50%); lgση 
= 0,769 (lgση – стандартное отклонение в функции распределения парциальных 
 При улавливании капель используют инерционные методы улавливания, 
коэффициентов очистки). 
положение облегчается тем, что размеры капель воды, выносимых из мокрых 
η = η0 х (ωг/2)0,036 х (Нп/0,09)0,032 ,  
пылеуловителей обычно значительно превышают размеры мелкодисперсной 
где: η0 – степень очистки при ωг = 2 м/с, Н= 0,09 м. 
пыли. При осаждении капли сразу агломерируются и отводятся из каплеулови-
 
теля в виде потока жидкости. 
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МОКРЫХ ГАЗООЧИСТОК 
Для сепарации капель из газов используются следующие механизмы осаж-
Водное хозяйство 
дения: 
Вследствие запрещения сброса загрязненной воды в водоемы в мокрых га-
зоочистках применяют оборотное водоснабжение, при котором в системах ис-
o  гравитационный; 
o  инерционный; 
пользуется одна и та же вода, непрерывно очищаемая и охлаждаемая. 
o  центробежный. 
Система оборотного водоснабжения обычно включает в себя отстойник 
Брызгоулавливающие  аппараты могут монтироваться в одном корпусе с 
для осаждения взвешенных примесей, устройства для охлаждения оборотной 
пылеуловителем (встроенные)  или в виде отдельного аппарата устанавливаться 
воды, насосы для подачи охлажденной воды в систему газоочистки. 
за ним. 
Химическая обработка воды, если она необходима, осуществляется обыч-
но в отстойниках. 
Гравитационные каплеуловители представляют собой осадительную каме-
Схема оборотного водоснабжения. 
ру. Находят применение для улавливания крупных капель при больших нагруз-
Обозначения на схеме: 
ках по жидкости. 
1 – пылеуловитель; 
2 – шламовый насос; 

Основной недостаток – большие размеры. 
3 – шламовый колодец; 
4 –отстойник; 

 
5 –колодец чистой воды; 
6 – насос чистой воды; 

 
7 – брызгальный бассейн; 
8 – колодец охлажденной воды; 
9 – насос охлажденной воды. 

 
Брызгоунос и сепарация капель из газового потока 
 
Газы, выходящие после очистки из мокрых пылеуловителей, всегда содер-
жат некоторое количество влаги в виде капель взвешенных в газе. 
Инерционные каплеуловители – представляют собой участок газохода, за-
полненный специальной насадкой, в качестве которых могут быть использова-
Капельный унос в газах вреден, он вызывает коррозию оборудования и 
ны: 
 
 

  33
  34 
o  дробленая порода, стружка, галька; 
уловителе жидкости выполнен в виде разрыва канала «колена» и пред-
ставляет собой два последовательно установленных диффузора с углом рас-
o  пластины зигзагообразного и волнообразного профиля; 
крытия 60о. 
o  жалюзи, прутки, уголки.  
Скорость газа – 10 – 18 м/с; 
Гидравлическое сопротивление – от 80 Па (при ωг = 10 м/с ) до 1,5 кПа 
 
(при ωг = 18 м/с) и при m ≤  1,1  л/м3 практически не зависит от удельного оро-
 
шения. 
Коленные каплеуловители обычно применяют в качестве каплеуловите-
 
лей-разгрузителей после труб Вентури перед циклонами-каплеуловителями. 
Основной недостаток – возможность образования отложений пыли. 
в)  циклон-каплеуловитель; 
Эффективность возрастает с ростом скорости газов до критического 
 
значения скорости ωкр   . При    ωг >  ωкр  происходит резкое сниже-
 
1 – входной патрубок; 
ние эффективности сепарации из-за возникновения вторичного уноса, 
 
2 – корпус;  
3 – выходной патрубок;  

наступает «захлебывание» аппарата. 
 
4 – отвод шлама. 
ρ
 
ж - ρг 
ωкр =  Кс  √  ρг 
, м/с 
 
где: К
 
с  = 0,1 ÷ 0,3 -  коэффициент зависит от конструкции аппарата. 
Центробежные каплеуловители  - получили наибольшее распространение. 
Принцип действия основан на использовании центробежной силы для 
Основное преимущество – высокая эффективность и меньшая склонность к об-
осаждения капель на стенку и отводе их в виде потока жидкости через патрубок 
разованию отложений пыли. 
в коническом днище. Центробежная сила возникает в результате тангенциаль-
Центробежные каплеуловители могут быть следующих типов: 
ного ввода потока газа в цилиндрический корпус аппарата. Вместо тангенци-
a)  коленный сепаратор; 
ального ввода может быть использован лопаточный завихритель. 
1 – вход газа; 

При расчете циклона-каплеуловителя принимают: 
2 – выход газа; 
Скорость газов в подводящем и отводящем патрубках – 18 ÷ 25 м/с; 
 
3 –специальный  штуцер для 
отвода жидкости ; 
Скорость газов в цилиндрическом корпусе – 4,5 ÷ 5,5 м/с; 
  
4 – узел отвода жидкост в 
Отношение высоты входного патрубка к ширине – 3:1; 
 
виде разрыва канала «коле-
Высота рабочей части аппарата – 2 ÷ 2,5 Dц. (считать от оси входного пат-
 
на» 
рубка)  
 
Остаточное содержание капель в газах составляет 6  - 100 мг/м3. 
 
Коленный сепаратор – «колено»  прямоугольного сечения с соотношением 
R/r = 2. Специальный  штуцер служит для отвода уловленной жидкости с внут-
ренних стенок подводящего газохода. Узел отвода отсепарированной в капле-
 
 


  35
  36 
Устройства для подвода и диспергирования жидкости 
где: 
 
 dc- диаметр сопла форсунки, м; 
Применяют два вида распыливающих устройств: 
 Pв- давление воды перед форсункой, Па; 
- форсунки; 
 ρв- плотность воды, кг/м3; 
-оросители для равномерного распределения орошающей жидкости по се-
ξ - коэффициент расхода; 
чению. 
Для струйных форсунок ξ = 0,75 ÷ 0,98; 
В технике газоочисток чаще всего применяются форсунки механического 
Для центробежных форсунок ξ = 0,2 ÷ 0,3; 
и пневматического действия. 
Скорость истечения жидкости из сопла: 
Форсунки механического действия бывают центробежного и струйного 
4Qв 
ω= 
типа. 
π d2c φ 
 
где: φ – коэффициент заполнения сопла, зависит от конструкции форсунки. 
 
Для большинства форсунок φ < 1,0. Это объясняется сжатием струи при исте-
 
чении жидкости для струйных форсунок и образованием воздушного вихря для 
 
центробежных.  
 
Средний диаметр капель dк, образующихся при распыле жидкости центро-
 
бежными форсунками может быть в первом приближении рассчитан по форму-
 
ле:  
 
d
0,59   
к  / dэ   = 18,3 Reэ 
 ( для  Reэ = 2280 ÷ 18280),   (*) 
Факел распыливаемой жидкости может быть: 
где:   - эквивалентный диаметр сопла, м; 
-цилиндрический; 
 
ωэ dэ
Reэ - число Рейнольдса рассчитанное по услов-
-конический (сечение – кольцо): а)-полый и  б)-заполненный; 
Reэ = 
ной скорости движения жидкости в сопле ωэ. 
-веерообразный (плоский) – в). 
 
νв 
νв – вязкость (кинематическая) воды, м2/с. 
 
 
 
ωэ = √ 2 Pв / ρв  ,   м/с. 
 
Эта формула (*) показывает независимость dк от конструкции фор-
 
сунки. Исследования показали, что при Re>20 000 при увеличении ω  и сни-
         
жении νв      не уменьшается, т.е. качество распыливания не улучшается. 
 
Расчет конструктивных параметров форсунок индивидуален для каждой 
 
 
конструкции и построен на эмпирических формулах.  
 
В форсунках с пневматическим распыливанием поток жидкости дробится 
Объемный расход распыляемой форсункой жидкости определяется по 
за счет смешения с высокоскоростным потоком газа или пара. 
формуле: 
Жидкость подается под небольшим давлением (Рв до 0,4 Па), либо засасы-
d
π 2
Р
c
в
=
ξ
вается за счет инжектирующего действия газового потока. 
в
 
4
ρв
Пневматическое распыливание обеспечивает более мелкие размеры ка-
 
 













  37
  38 
пель, но при этом повышаются энергозатраты и усложняется система 
ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЫБРОСОВ ОТ 
подвода. 
ГАЗООБРАЗНЫХ ПРИМЕСЕЙ 
 
 
1                                                                                 3 
Сложность процессов очистки технологических и вентиляционных выбро-
 
сов от газо- и парообразных примесей заключается в следующем: 
                                                        2 
-  высокая запыленность выбросов; 
 
-  высокая температура; 
1 – вход сжатого воздуха; 
-  низкая и переменная во времени концентрация вредных примесей; 
2 – вход воды; 
-  сложный химический состав. 
3 – распыленная вода. 
Методы очистки промышленных выбросов по характеру протекания физи-
Отношение массовых расходов воды и газа Qв / Qг = 0,3 ÷ 5; 
ко-химических процессов делят на группы: 
Скорость воздуха в выходном сечении ωвозд = 50 ÷ 600 м/с и более; 
 абсорбция – промывка выбросов растворителями, поглощающими приме-
 Давление сжатого воздуха (пара)  5 ÷ 1000 кПа.   
си; 
 хемосорбция - промывка выбросов растворителями-реагентами, химически 
связывающими примеси; 
 адсорбция – поглощение газообразных примесей твердыми активными ве-
ществами; 
 термическая нейтрализация примесей путем сжигания; 
 каталитическая очистка газов; 
 биохимическая очистка газов. 
Абсорбция 
Очистка газовых выбросов методом абсорбции заключается в поглощении 
одного или нескольких газовых компонентов (абсорбтивов) этой смеси жидким 
поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. 
Движущей силой процесса является градиент концентрации на границе фаз 
«газ-жидкость» . Растворенный  в жидкости компонент газовоздушной смеси    
( абсорбат) благодаря диффузии проникает во внутренний слой абсорбента. 
Факторы, определяющие процесс абсорбции: 
•  площадь поверхности контакта фаз; 
•  турбулентность потоков; 
•  коэффициент диффузии; 
•  растворимость в абсорбенте извлекаемого компонента.  
Растворимость зависит от температуры . Газ считается хорошо раствори-
мым если при  нормальных условиях (t =273 оК, P =101,3 кПа) растворимость 
достигает несколько сотен граммов на 1 кг абсорбента. 
 
 

  39
  40 
Абсорбция сопровождается образованием большого количества 
Принципиальная схема насадочной колонны 
жидких отходов (шламов) , которые , как правило, подвергаются дальнейшей 
   
 
 
 

переработке (регенерации), связанной с десорбцией. 
1.  -вход очищаемого газа; 

2.  -выход очищенного газа; 
При осуществлении процесса абсорбционной очистки газов может возник-
 
 
 
 
 

3.  -подвод абсорбента; 
нуть необходимость в дополнительном подводе или отводе тепла, повышении 
4.  -орошающая форсунка;  
 
5.  -отвод шлама; 
давления газа, предварительной очистке его от пыли. 
 
 
 
 
 

6.  -слои насадки. 
Абсорбент должен удовлетворять следующим требованиям: 
 
 высокая поглотительная способность по отношению к улавливаемому 

компоненту; 
 
 
 
 
 

 легкая регенерация при десорбции; 
 
 высокая селективность к извлекаемому компоненту; 
Элементы насадки: 
 невысокая летучесть; 
 
 термохимическая устойчивость; 
 
 коррозионная инертность к материалу аппарата; 
 
 низкая стоимость и доступность. 
 
В качестве абсорбентов применяют воду, различные водные растворы и 
 
суспензии. Наиболее часто применяемые для очистки газов абсорбенты приве-
 
дены ниже: 
сферическая   
кольцо Рашига 
седло Берля   
кольцо Палля 
Загрязненный газ входит в нижнюю часть колонны 1, проходит через не-
Поглощаемые компоненты 
Абсорбенты 
сколько слоев насадки 6, где происходит его очистка и удаляется из колонны 
Водные растворы и суспензии: 
N
через патрубок 2 в верхней части колонны. В верхнюю часть колонны через 
2O3, NO2, N2O5 
NOH, Na2CO3, KOH, K2CO3, 
Ca(OH)2, CaCO3 
один или несколько оросителей 4 вводят абсорбент, а из нижней части колонны 
NO 
Растворы FeCl2, FeSO4 
5 выводят отработавший раствор. Жидкость, покидающую абсорбер, подверга-
Вода, водные растворы: 
SO2 
Na
ют регенерации, десорбируя загрязняющее вещество, и возвращают в процесс 
2SO3,NH4OH, Ca(OH)2 
Жидкий азот, медноаммиачные 
CO 
или выводят в качестве отхода. Насадка 6, уложенная на газораспределитель-
растворы [Cu(NH3)]nCOCH 
 
ные решетки, заполняет внутреннюю полость аппарата и предназначена для 
Для организации контакта очищаемого газа с абсорбентом могут приме-
увеличения поверхности жидкости, растекающейся по ней в виде пленки.  
няться аппараты следующих типов: 
В качестве насадки используют тела (элементы) различной геометриче-
  насадочная колонна; 
ской формы, изготовленные из химически инертных материалов. Тела характе-
  орошаемый скруббер; 
ризуются величиной удельной поверхности и гидравлическим сопротивлением. 
  барботажный пенный аппарат. 
Часто вместо слоя насадки устанавливают колпачковые тарелкис зубчаты-
ми краями: 
 
 

  41
  42 
 
Для хорошо растворимых газов значение Ка находят по формуле: 
  3    4 
53,7 106 М ω0,75 (0,0011Т – 0,18)0,25 
 
1 – полка; 
Ка =  
2 – патрубок; 
(13,7 + √ω ) d  0,25
 э
 
 
3 – колпачковая тарелка; 
 
4 – слой жидкости. 
 
где: М - молярная масса поглощаемого компонента, кг; 
 

 
 
 

ω - скорость газа в свободном сечении скруббера, м/с; 
Очищаемый газ движется снизу вверх. При прохождении между зубцами 
Т - температура газа, оК; 
колпачков, барботируя через слой жидкости газ разбивается на множество 
d
струек и пузырьков, в результате чего образуется большая поверхность сопри-
 э - эквивалентный диаметр насадки, м. 
косновения взаимодействующих веществ. 
Движущая сила абсорбции равна разности парциальных давлений погло-
Расчет скруббера  состоит в определении объема поглотительной жидко-
щаемого компонента в газовой фазе и равновесного парциального давления 
этого компонента над поглотительной жидкостью: 
сти Qа , поверхности соприкосновения газа с жидкостью F и  параметров вспо-
могательной аппаратуры (емкости, насосы). 
( Р1г – Р1ж ) – ( Р11г – Р11ж ) 
Объемный расход поглотительной жидкости Qа определяется из уравнения 
∆Рср =
материального баланса абсорбера: масса поглощаемого компонента m , уда-
ln ( Р1г – Р1ж ) / ( Р11г – Р11ж ) 
ленная из очищаемого газа, равна массе этого компонента, которая перешла в 
 
жидкость : 
где: Р1г  и Р11г  - парциальное давление поглощаемого компонента в газо-
m = Q
вой фазе на входе и на выходе из аппарата, Па; 
г ( y1 – y2 ) = Qа ( x2 – x1 )  , 
Р1
где: Q
ж Р11ж  - парциальное равновесное давление поглощаемого компо-
г  - объемный расход очищаемого газа, м3/с; 
нента над жидкостью  на входе и на выходе из аппарата, Па. 
x2 и x1 -  начальная и конечная концентрация поглощаемого компо-
нента в поглотительной жидкости, г/м3; 
Хемосорбция   
y
Основана на поглощении газов и паров твердыми или жидкими поглоти-
1 и y2 - начальная и конечная концентрация поглощаемого компонен-
та в очищаемом газе, г/м3; 
телями с образованием малолетучих и малорастворимых химических соедине-
Необходимая площадь поверхности контакта фаз F  определяется по фор-
ний. 
Поглотительная способность хемосорбента почти не зависит от давления, 
муле: 
поэтому хемосорбция более выгодна при небольшой концентрации примесей в 
F = (10-3m) / (Ка ∆Рср ), 
отходящем газе. 
где:   
Ка - коэффициент абсорбции (массопередачи), кг/м2 с Па; 
Большинство  реакций,  протекающих  при  хемосорбции,  являются  экзо-
∆Рср  - средняя движущая сила абсорбции, Па; 
термическими  и  обратимыми.  Поэтому  при  повышении  температуры  образо-
Ка характеризует скорость растворения газового компонента в жидкости и 
вавшееся  в  растворе  вещество  разлагается  с  выделением  исходных  компонен-
определяется общим сопротивлением диффузии этого компонента через газо-
тов.  На  этом  явлении  основан  механизм  десорбции  (регенерации  хемосорбен-
вую и жидкостную пленки. 
та). 
 
 

  43
  44 
Хемосорбция применяется при очистке газов от: 
садка совершает поперечное и продольное оси аппарата пульсационное 
СО2  растворами этаноламинов- конечный продукт- карбонат и бикарбо-
движение, турбулизирует взаимодействующие фазы, в результате чего обеспе-
нат моноэтаноламмония: 
чивает высокую эффективность обработки газа жидкостью. 
СО2 + 2RNH2 + H2O ↔ (RNH3)2CO3 
В тех случаях, когда в результате процесса образуется осадок, подвижная 
CO
насадка удаляет его со стенок и нижней ограничительной решетки аппарата. 
2 + (RNH3)2CO3 + H2O ↔ 2RNH3HCO3,  
 
Способ абсорбции (физическая и хемосорбция) относится к «мокрым» ме-
где  R = OHCH2CH2 --. 
тодам очистки промышленных выбросов.  
СО2  растворами карбонатов (Na2CO3 , К2CO3): 
Основные преимущества абсорбционных методов: 
Na2CO3 + CO2 + H2O ↔ 2NaHCO3 
  экономичность при очистке больших объемов газов; 
Процесс хемосорбции реализуется в насадочных колоннах, пенных и бар-
  возможность реализации непрерывного процесса. 
ботажных скрубберах, распылительных аппаратах типа труб Вентури и аппара-
Основные недостатки: 
тах с механическими распылителями. 
Широкое  распространение  приобрели  аппараты  с  подвижной  насадкой, 
•  значительное  снижение  температуры  газа,  что  ухудшает  условия 
характеризующиеся  большой  пропускной  способностью,  низким  гидравличе-
рассеивания в атмосфере; 
ским сопротивлением и высокой эффективностью. 
•  сложность оборудования –громоздкая система жидкостного ороше-
Принципиальная схема аппарата с подвижной насадкой 
ния. 
     2 
 
 
1 – вход газа; 
Технологическая схема разомк-

Технологическая схема циркуляционного 
2 – выход очищенного газа; 
 
нутого процесса
процесса при абсорбции под давлением  
 
 
 
 
 
 
 

3 – ороситель (вход орошающей жидкости); 
 
 
4 – отвод шлама; 
5,6 – верхняя и нижняя ограничительные решетки; 

 
 
 
 
 
 
 

 
7 – расширяющийся конический элемент; 
 
 
 
 
 
 
 

8,9 – кольцевая и центральная зоны аппарата; 
 
10 
10 – элементы насадки. 
 

 
 
 
абсорбер
 
 
 
 
 
 
 
 6 
 
 
 1 
 
отдувоч-
     4 
 
ный газ 
 
Очищаемый  газ  подается  в  аппарат  через  нижнюю  ограничительную  ре-
 
шетку 6 и  коническим  элементом 7 делится  на 2 потока:  кольцевой 8 и  цен-
 
тральный 9. При прохождении кольцевой зоны 8 поток газа сужается, увеличи-
 
насыщенный аб-
сорбент 
вает скорость движения, вступает в контакт с прижимаемыми к стенке элемен-
 
тами подвижной насадки и перемещает их от стенки в центральный поток. На-
 
 









  45
  46 
Адсорбция 
 
Метод  адсорбции  основан  на  физических  свойствах  некоторых  твердых 
Принципиальная схема адсорбера 
тел  с  ультрамикроскопической  структурой селективно  извлекать  и  концентри-
     
 
 

ровать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси. 
    5 
Адсорбцию подразделяют на: 
 
1 –вход очищаемого газа; 

2 –выход очищаемого газа; 
  физическую адсорбцию; 
    А   
 
 
 
А 
3 -слой адсорбирующего вещества; 
•  хемосорбцию. 
 
4 –подвод  водяного  пара  при  десорб-
ции; 

При физической адсорбции молекулы газа прилипают к поверхности твер-
     
 
 
 
 
 

5 –выход отработавшего пара при де-
сорбции. 

дого тела под действием межмолекулярных сил притяжения. 
 
Высвобождающаяся  при  этом  теплота  зависит  от  силы  притяжения  и  по 
  4   
 
 
 
 
 

порядку совпадает с величиной теплоты конденсации паров. 
 
А - А 
Преимущество  физической  адсорбции – обратимость  процесса.  При  уве-
 
личении температуры или снижении давления адсорбата поглощенный газ лег-
 
ко десорбируется без изменения химического состава.  
 
В основе процесса хемосорбции лежит химическое взаимодействие между 
Адсорберы выполняют в виде вертикальных, горизонтальных или кольце-
адсорбентом и адсорбируемым веществом. Действующие при этом силы сцеп-
вых емкостей, заполненных пористым адсорбентом, через который фильтруется 
ления значительно больше, чем при физической абсорбции, высвобождающая-
поток  очищаемого  газа.  Слой  адсорбента  может  быть  неподвижным  или  дви-
жущимся. 
ся при этом теплота также больше и по порядку совпадает с теплотой реакции. 
Наиболее  распространенные  адсорберы  с  неподвижным  адсорбентом  пе-
Процесс  хемосорбции,  как  правило,  необратим  т.к.  при  десорбции  меняется 
риодического действия, в которых период контактирования очищаемого газа с 
химический состав адсорбата. 
твердым адсорбентом чередуется с периодом его регенерации. Они отличаются 
В качестве адсорбента применяют вещества, имеющие большую удельную 
простотой конструкции. Их  недостатками являются: 
площадь поверхности (Например: удельная поверхность активированных углей 
  большая металлоемкость и габариты вследствие малых скоростей газа 
составляет 105 – 106 м2/кг). 
(ω = 0,15 ÷ 0,5 м/с). 
  большие энергетические затраты, связанные с преодолением гидравли-
Метод адсорбции применяют в случаях: 
ческого сопротивления слоя адсорбента. 
•  удаление  паров  растворителей  и  органических  смол,  эфира,  ацетона  в  про-
Основной параметр адсорбента – адсорбционная способность по извлекае-
цессе  окраски,  производство  стеклотканей  и  стекловолокна,  нитроцеллюло-
мому компоненту – масса вещества, поглощенная единицей массы адсорбента. 
зы; 
Адсорбционная способность зависит от: 
•  очистка выхлопных газов автомобилей; 

  концентрации адсорбируемого вещества (парциального давления газа); 
  удаление ядовитых компонентов, выбрасываемых в атмосферу через лабора-
  площади поверхности контакта; 
торные вытяжные шкафы; 
  температуры; 
•  удаление радиоактивных газов при эксплуатации ядерных реакторов. 
  наличия других примесей. 
 
 

  47
  48 
Адсорбционную способность определяют по изотермам адсорбции: 
Расход газа равен: 
а, г/кг 
Q = W

ф F = ω ε (π Da /4 )   
 
 
 
 
 
t3 > t2 > t1 
Отсюда следует: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
t1 
Da = √4 Q/( π ω ε) , 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
t2 
где: ω – фактическая скорость газа; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
t3 
ε – пористость слоя адсорбента: 
 
ε = ( ρк – ρн )/ ρк , 
 
где: ρк, ρн - кажущаяся и насыпная плотность адсорбента 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Р, Па 
Разновидностью адсорбционной является ионообменная очистка газов.  В 
С  увеличением  температуры  происходит  снижение  адсорбционной  спо-
отличие  от  традиционных  сорбентов  иониты  обладают  комплексными  свойст-
собности активированного угля. На этом свойстве адсорбентов основан процесс 
вами адсорбентов, абсорбентов и хемосорбентов. 
их регенерации. Регенерацию осуществляют нагревом насыщенного адсорбента 
горячим паром или газом. 
Процессы сжигания 
При расчете и проектировании адсорбера используют следующие исход-
В  основе  термического  или  огневого  обезвреживания  газообразных  отхо-
ные данные: 
дов  лежит  реакция  окисления  содержащихся  в  них  токсичных  горючих  ве-
-  объемный расход очищаемого газа, Q, м3/с; 
ществ, главным образом, органического происхождения.  
-  концентрация удаляемой примеси, С
Основные преимущества данного метода: 
о, мг/м3; 
-  давление очищаемого газа, Р, Па. 
  универсальность в отношении примесей любого вида в отходящих га-
Минимальную необходимую массу адсорбента (m) определяют из уравне-
зах; 
ния материального баланса по улавливаемому компоненту: 
  возможность применения при сложности очистки другими методами; 
a∞= K3 Co Q τ ,  
  возможность полной автоматизации процесса; 
где: Q - расход газа; 
  компактность оборудования; 
Co - концентрация улавливаемого компонента; 
  возможность рекуперации тепла. 
τ - время процесса адсорбции; 
Недостатки: 
K3 - коэффициент запаса, K3=1,1÷1,2; 
  необходимость поддержания высокой температуры (более 700 – 800оС);  
a∞- статическая поглотительная способность, мг/кг. 
  экономическая целесообразность только при легкой окисляемости улавли-
Массу адсорбента можно выразить через характеристики слоя адсорбента: 
ваемых компонентов; 
m = ρ V = ρ  (πD 2
a /4) l   
  ограничение области применения характером образующихся продуктов сго-
Длина слоя адсорбента равна: 
рания ( при сжигании  серу- и фосфорсодержащих примесей токсичность 
l = 4m / π ρ D 2  
a , 
продуктов сгорания выше, чем у исходных веществ). 
где Da  - диаметр кольца адсорбента 
 
 

  49
  50 
 
 
Сжигание  экономически  целесообразно  использовать  в  тех  случаях, 
 
 
 
 
 
 
 
 

когда  отходящие  газы  обеспечивают  подвод  значительной  части  энергии 
 
 
 
 
 
 
 
 

(не менее 50%), необходимой для осуществления процесса. 
 
 
 
 
 

Если концентрация удаляемых примесей велика и находится в облас-
 
 
 
 

ти воспламеняемости, то после первоначального поджигания реакционной 
 
смеси будет протекать процесс самоокисления. При    обезвреживании  вы-
 
бросов, содержащих незначительное количество кислорода, для поддержа-
 
ния процесса окисления может добавляться атмосферный воздух. 
 
 
 

Если концентрация удаляемой примеси незначительна, для поддержа-
 
 
 
 
 

ния процесса горения может подаваться природный газ либо другое высо-
Камера сжигания представляет собой цилиндрическую топку 1, скомпоно-
кокалорийное топливо. 
ванную с газовой горелкой 2. Загрязненные органическими примесями газы по-
Одна из проблем, связанных со сжиганием возникает при достижении 
ступают через тангенциальные каналы 3 и 4 в горелку и в топку. Природный 
температуры  пламени 1300 оС  и  более.  При  этом  начинается  процесс  ин-
газ подается в горелку по трубе 5. Атмосферный воздух подается в горелку по 
тенсивного  образования NOx  и  процесс  сжигания,  обезвреживающий за-
центральной трубе 6 только при содержании кислорода в обезвреживаемом газе 
грязняющие  вещества  одного  типа  становится  источником  выбросов  за-
менее 15 %. 
грязняющих веществ другого типа. 
Подобная камера сжигания обеспечивает:  
Для углеводородов реакция окисления имеет вид: 
  степень очистки 90-99%; 
C
  время пребывания выбросов в высокотемпературной зоне  
≥0,5 с; 
mHn + (m + n/4 )O2 →  mCO2 + n/2 H2O 
  температура в камере  
Процесс сжигания примесей осуществляется на факеле или в камере. 
при сжигании углеводородов 500-650оС, 
Факел – открытая  горелка,  направленная  вертикально  вверх.  Факел  при-
при сжигании оксида углерода – 660-750 оС. 
меняют для сжигания горючих токсичных отходов, плохо поддающихся другим 
Каталитическая очистка газов 
видам обработки. 
Каталитическая очистка газов заключается в превращении токсичных ком-
Основные  требования, предъявляемые  к камере сжигания  примесей – вы-
понентов промышленных выбросов в вещества безвредные или менее вредные 
сокая степень турбулентности газового потока, обеспечение времени пребыва-
путем введения в систему дополнительных веществ – катализаторов. Катализа-
ния более 0,2 ÷ 0,7 с. Типичный пример применения – дожигание паров раство-
тор, реагируя с одним из реагирующих соединений, образует промежуточное 
рителей, отходов лакокрасочных цехов. 
вещество, которое распадается с образованием продукта регенерированного ка-
 
тализатора. 
 
Преимущества метода: 
 
  высокая скорость протекания процесса, что позволяет сократить габа-
риты реактора; 
 
 



  51
  52 
  реализация процесса при более низких температурах ( 300оС), 
  реакторы каталитические без использования тепла; 
чем при сжигании. 
  реакторы термокаталитические с внутренним теплообменом.  
Недостатки: 
Принцип действия реакторов иллюстрируют следующие  схемы: 
  проблема активности и долговечности катализатора (активность харак-
теризуется количеством продукта, полученного с единицы объема ката-
лизатора в единицу времени); 
  засорение катализатора твердыми частицами, содержащимися, как пра-
вило, в очищаемом газе; 
  возможность отравления катализатора некоторыми газообразными 
примесями, содержащимися в выбросах. 
Методы подбора катализаторов базируются на основе эмпирических или 
полуэмпирических способов. 
Для осуществления каталитического процесса необходимы небольшие ко-
личества катализатора, расположенного таким образом, чтобы обеспечить мак-
симальную  поверхность  контакта  с  газовым  потоком.  Слой  катализатора  дол-
 
жен создавать относительно низкий перепад давления, быть долговечным. 
 
В  большинстве  случаев  катализаторами  могут  быть  такие  металлы  как 
 
платина, палладий, и их соединения, а также оксиды меди и марганца. 
Воздух, содержащий вредные примеси, направляется в теплообменник-
Каталитическая масса обычно выполняется в форме шаров, колец, пластин 
рекуператор 4, откуда поступает в подогреватель 5. Продукты сгорания при-
или проволоки, свитой в спираль (из нихрома, никеля, оксида алюминия) с на-
родного газа, сжигаемого в горелке 3, подогревают очищаемый воздух до необ-
несенным на их поверхность тонким слоем катализатора. 
ходимой температуры, обеспечивающей оптимальную скорость окисления 
Существенное  влияние  на  скорость  каталитического  процесса  оказывает 
вредной примеси на поверхности катализатора 2. Смесь воздуха и продуктов 
температура  газа.  Для  каждой  реакции  существует  т.н.  минимальная  темпера-
реакции проходит через теплообменник-рекуператор 4, где отдает свое тепло 
тура, при которой катализатор не проявляет активности. С повышением темпе-
газам, поступающим на очистку и через патрубок  выбрасывается в атмосферу. 
ратуры эффективность каталитического процесса увеличивается. 
Каталитическая  очистка  применяется  для  улавливания  из  газов  органиче-
Биохимическая очистка газов. 
ских  соединений,  оксида  углерода,  удаления  неприятных  запахов  биологиче-
В нашей стране биохимическая очистка газов пока не нашла промышлен-
ского  происхождения,  в  газоочистках  систем  нанесения  лаковых  покрытий, 
ного  применения.  Однако  в  Германии,  Франции,  Японии  и  других  странах  в 
очистки выхлопных газов автомобилей. 
промышленности успешно эксплуатируются сотни таких установок. 
Существует два конструктивных варианта систем каталитической очистки 
Биохимическую очистку применяют для дезодорации воздуха, удаления из 
газов: 
отходящих  газов  примесей  аммиака,  формальдегида,  фенола,  азот-  и  серу  со-
 
держащих соединений. 
 
 

  53
  54 
 
  температуре 25 – 35оС, РН = 6,5  8,5. 
Биохимические  методы  очистки  основаны  на  способности  микроорганиз-
Снижение токсичных выбросов автомобилей 
 Повышение экологических показателей автомобиля возможно за счет сле-
мов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение веществ 
дующих мероприятий:: 
происходит  под  действием  ферментов,  вырабатываемых  микроорганизмами 
под влиянием отдельных соединений, присутствующих в очищаемом газе. 
  повышение экономичности двигателя и автомобиля; 
  замена бензиновых двигателей на дизельные; 
Биохимические  методы  применяются  для  очистки  газов  постоянного  со-
  перевод двигателей на использование альтернативных топлив; 
става. При частом изменении состава газа микроорганизмы не  успевают  адап-
  совершенствование режима работы и технического обслуживания; 
тироваться  к  новым  веществам  и  вырабатывают  недостаточное  количество 
  применение нейтрализаторов. 
ферментов. 
Повышение  экономичности  двигателей  достигается  главным  образом  за 
Высокий эффект газоочистки достигается при  условии, что скорость био-
счет совершенствования процесса сжигания топлива: 
химического окисления уловленных веществ больше скорости их поступления 
  послойное сжигание топлива; 
из газовой фазы. 
  применение подогрева и испарения во впускном тракте; 
  использование электронного зажигания. 
Существует две группы аппаратов биохимической очистки газов: 
Повышение экономичности автомобиля достигается за счет: 
  биоскрубберы; 
  снижения массы автомобиля; 
  биофильтры. 
  улучшения аэродинамических показателей кузова; 
Биоскрубберы – сорбционные  аппараты,  в  которых  орошающей  жидко-
  снижение сопротивления воздушных фильтров и глушителей; 
стью служит водяная суспензия активного ила. Содержащиеся в очищаемом га-
  снижения массы перевозимого топлива и инструментов. 
зе  вредные  вещества  улавливаются  орошающей  жидкостью  и  расщепляются 
Дизельный двигатель имеет при аналогичной мощности расход топлива на 
микроорганизмами активного ила. Так как биологические процессы протекают 
25 – 30% меньше карбюраторного ДВС. 
с  небольшой  скоростью,  для  обеспечения  процесса  в  газоочистке  требуется 
Состав отработанных газов дизельных двигателей менее токсичен: 
весьма объемная промежуточная емкость. 
Карбюраторные 
Дизельные 
В  биофильтрах  очищаемый  газ  пропускают  через  слой  фильтра-насадки, 
Компоненты  
г/м3 
орошаемый водой для создания необходимой влажности, достаточной для под-
СО 0,5-12 
0,01-0,5 
держания жизнедеятельности микроорганизмов. Насадкой служит почва, торф, 
NO
компост и другие природные или искусственные материалы. 

до 0,8 
0,0002-0,5 
C
Эффективная очистка в биофильтрах обеспечивается при: 
mHn 0,2-3,0 
0,009-0,5 
Сажа 
до 0,04  
0,01-1,1 
БПК 
(биологическая потребность в кислороде ) 
   
≥ 0,5 
ХПК 
( химическая потребность в кислороде при 
Экономические преимущества по сравнению с бензиновыми имеют двига-
окислении до СО2 и Н2О ) 
тели,  работающие  на  природном  газе.  При  этом  выбросы  СО  снижаются  на 
  равномерном распределении воздуха по всей поверхности фильтра; 
40%,  выбросы NO
  влажности фильтрующего слоя 20 –50%; 
X  на 26%. Однако  подобная  замена  топлива  снижает  грузо-
 
 








  55
  56 
подъемность и запас хода. 
•  низкая эффективность улавливания NOx (до 30%); 

Нейтрализатор – дополнительное устройство в выпускной системе двига-
  большие потери жидкости от испарения. 
Используемый для дизельных самосвалов МАЗ нейтрализатор представля-
теля для снижения токсичности отработанных газов.  
ет собой металлическую сварную конструкцию прямоугольной формы высотой 
Нейтрализаторы могут быть: 
530 мм, шириной – 600мм, содержит в баке 55 литров рабочего раствора. 
  жидкостные; 
Каталитическая нейтрализация отработавших газов ДВС на поверхности 
  каталитические; 
твердого катализатора происходит за счет химического превращения (реакций 
  фильтры. 
окисления и восстановления), в результате которых образуются безвредные или 
Принцип действия жидкостных нейтрализаторов основан на растворении 
менее вредные для окружающей среды и здоровья человека соединения. 
или химическом взаимодействии токсичных компонентов при пропускании их 
Наиболее  широко  используют  катализаторы  из  благородных  металлов: 
через жидкость определенного состава. 
платина,  палладий,  рутений,  родий.  Эти  катализаторы  характеризуются  хоро-
Вариант схемы жидкостного нейтрализатора:  
шей селективностью, низкой температурой начала эффективной работы, доста-
 
1-вход отработавших газов; 
точной температуростойкостью,  долговечностью,  устойчивой работой при вы-
 

2-коллектор; 
3-рабочая жидкость; 

соких скоростях газового потока. 
 
4-фильтр; 
Основной недостаток – высокая стоимость. 
 
5-сепаратор; 
6-емкость с рабочей жидкостью. 

Иногда  применяют  катализаторы  на  основе  меди,  хрома  и  кобальта.  Эти 
  1 
катализаторы менее долговечные, их эффективность значительно ниже. 
 
Для нейтрализации в отработавших газах NO
 
x, CO, CmHn применяют двух-

ступенчатый каталитический нейтрализатор: 
 
3
 
Отработавшие газы поступают в нейтрализатор по трубе 1 и через коллек-
 

1-восстановительный катализатор; 
тор 2 поступают  в  бак 3, где вступают  в реакцию с рабочей жидкостью. Очи-
2-окислительный катализатор; 
 
щенные  газы  проходят  через  фильтр 4, сепаратор 5 и  выбрасываются  в  атмо-
3-патрубок подачи отработавших газов; 
 
4-патрубок подачи воздуха. 
сферу. По мере испарения жидкость доливается в рабочий бак3 из емкости 6. 
 
Пропускание отработавших газов дизелей через воду приводит к уменьше-
 
нию  запаха,  альдегиды  поглощаются  с  эффективностью 0,5, эффективность 

 
очистки от сажи достигает 0,6-0,8. 
Двухступенчатый  каталитический  нейтрализатор  состоит  из  последова-
Недостатки жидкостных нейтрализаторов: 
тельно  соединенных  восстановительного 1 и  окислительного 2 катализаторов. 
•  необходимость частой смены рабочего раствора; 

Отработавшие газы через патрубок 3  поступают на восстановительный катали-
  большая масса и габариты; 

затор 1, где происходит нейтрализация окислов азота: 
  неэффективность улавливания СО; 
 
 







  57
  58 
NO + CO → 05 N2 + CO2 
Вспомогательное оборудование систем пыле- и газоочистки 
NO + H2 → 0.5 N2 + H2O 
Вентиляторы – машины, предназначенные для подачи газа и воздуха. 
После  восстановительного  катализатора к  отработавшим газам  для  созда-
Вентиляторы, предназначенные для удаления из котельных и печных агре-
ния  окислительной  среды  подводится  через  патрубок 4 атмосферный  воздух. 
гатов продуктов сгорания, называются дымососами.  
На  окислительном  катализаторе  происходит  нейтрализация  продуктов  непол-
Вентиляторы,  обеспечивающие  повышение  давления  более 15 кПа,  отно-
ного сгорания: 
сятся к классу компрессорных машин и носят название нагнетатели или газо-
CO + 0,5 O2  → CO2 
воздуходувки. 
CnHm + (n+0,25m)O2 → nCO2 + 0,5mH2O 
По  принципу  действия  и  устройству  различают  центробежные  и  осевые 
Существующие нейтрализаторы снижают концентрацию СО и  CmHn на 70-
вентиляторы. 
90% и 50-85% соответственно. 
В  центробежном  вентиляторе  поток  рабочей  среды,  поступая  во  вращаю-
Каталитический нейтрализатор для автобуса имеет следующие параметры: 
щееся  рабочее  колесо,  изменяет  направление  движения  с  осевого  на  радиаль-
•  объем реактора -2.5 дм3; 
ное. 
•  габариты, м – 0.55-0.30-0.25; 
В осевом вентиляторе направление потока среды не меняется. 
•  вес – 15 кг. 
Принцип действия центробежного вентилятора: 
Для  улавливания  частиц  сажи  из  отработавших  газов  дизельных  двигате-
 

лей можно применять фильтры. 
1-входной патрубок; 
 

Фильтр  представляет  собой  сотовую  конструкцию  с  ячейками  прямо-
2-рабочее колесо; 

3-диск ведущий; 
угольного сечения. Материал фильтра – пористый кордиерит – обладает доста-
 
4-ступица; 
5-лопатки; 

точной механической  прочностью, стойкостью к агрессивным  химическим  ве-

6-диск ведомый; 
7-вал; 

ществам, сопротивлением к  оплавлению и образованию  трещин при тепловых 
 
8-кожух  спиральной  фор-
воздействиях. 

мы; 

9-выходной патрубок. 
 
1-вход газов? 
2-выход газов? 




3-фильтрующий материал; 
4-направление движения газов. 


 
 
 
 

Воздух  в  вентилятор  поступает  через  входной  патрубок 1 и  попадает  на 

рабочее колесо 2, которое состоит из ведущего диска 3, закрепленного на сту-
 
   
 
пице 4, лопаток 5 и ведомого диска 6. Рабочее колесо насажено на вал 7, кото-
            4 
рый вращается на подшипниках и передает движение непосредственно от дви-
               3 
гателя или через ременную передачу. 
Накопившиеся в фильтре частицы следует периодически удалять, напри-
Лопатки прикреплены к ведущему и ведомому диску, выполненному в ви-
мер, термическим окислением. Для этого отходящие газы нагревают до 450оС и 
де  кольца.  Рабочее  колесо  помещено  в  кожух  спиральной  формы 8 с  расши-
выше, что приводит к воспламенению накопившейся сажи. 
ряющимся патрубком на выходе 9. 
 
 

  59
  60 
Воздух,  попадающий  во  вращающееся  рабочее  колесо,  захватыва-
100 мг/м3. 
ется лопатками и с большой скоростью отбрасывается к периферии. В спираль-
Вентиляторы  выпускаются  сериями  геометрически  подобных  машин, 
ном кожухе собирается поток, сбегающий с лопаток рабочего колеса. В кожухе 
имеющих различный диаметр рабочего колеса. 
средняя скорость потока плавно снижается и кинетическая энергия (динамиче-
Серия  подобных  машин обозначается  одним буквенным  индексом, но-
ское  давление)  частично  преобразуется  в  потенциальную  (статическое  давле-
мер вентилятора обозначает диаметр рабочего колеса в дм. 
ние). 
Например: ВВД №5 – вентилятор высокого давления с рабочим колесом 
Лопатки  рабочих  колес  центробежных  вентиляторов  могут  быть  загнуты 
диаметром 500 мм. 
назад, вперед и быть радиальными. Их количество может быть от 6 до 64. 
Основные параметры, характеризующие работу вентиляторов. 
Вентиляторы классифицируют следующим образом: 
Производительность, м3/с – объемный расход среды, отнесенный к  усло-
по давлению – низкого давления до 1000 Па; 
виям входа в вентиляционную установку. 
-среднего давления 1000 3000 Па; 
Полное давление, Па, развиваемое вентилятором: 
-высокого давления более 3000 Па. 
Р = Р
2/2) – Р
2/2) , 
по направлению движения рабочего колеса 
2 + ρ (ω2
1 - ρ (ω1
-правого вращения; 
где: Р2 , Р1 – статическое давление после и перед вентилятором; 
-левого вращения. 
ρ  –  плотность  перемещаемой  среды  во  входном  и  выходном 
по способу подвода перемещаемой среды на рабочее колесо 
патрубках вентилятора; 
-одностороннего всасывания; 
ω1,ω2 – скорость перемещаемой среды во входном и выходном 
двухстороннего всасывания. 
патрубках вентилятора. 
по расположению в пространстве спирального кожуха: 
Мощность, кВт, потребляемая вентилятором; 
-выходным патрубком вверх; 
К.п.д. вентилятора – отношение полезной мощности к  мощности,  потреб-
-вниз; 
ляемой вентилятором. 
-вправо; 
Характеристика  вентилятора  –  график  функциональной  зависимости  его 
-влево; 
-под углом к горизонту. 
параметров от производительности. 
В зависимости от состава перемещаемой среды: 
Р,Па 
η
N
ηмах 

Р 
  общего назначения – для перемещения неагрессивных сред с t не выше 
 
80оС, не содержащих липких  веществ, при запыленности до 100 мг/м3; 
 
η=0,9ηмах 
Nn

Рн 
  коррозионно-стойкие – для перемещения газообразных сред, содержащих 
 
коррозионные примеси; 
 
 
•  взрывобезопасные; 
 

 
  термостойкие – для перемещения сред с повышенной температурой; 
 

 
  пылевые – для перемещения воздуха и газов с содержанием пыли более 
 
 
 
Q1    Qн   Q2  
    Q,м3/с 
 
 

  61
  62 
Режим работы задается на характеристике точкой. Режим, соответ-
тания и всасывания; 
ствующий  максимальному  к.п.д.  называют  номинальным.  Рабочим  участком 
k – коэффициент, характеризующий данную сеть; 
характеристики является та ее часть, на которой к.п.д. ≥ 0,9мах. 
Q- расход газа;  
Характеристики  получают  для  каждого  вентилятора  для  фиксированной 
n ≈ 2 для турбулентного движения. 
плотности воздуха и частоты вращения. 
Если  на  характеристику  вентилятора  наложить  построенную  в  том  же 
Универсальная  характеристика  –серия  характеристик  при  различных  час-
масштабе характеристику сети, то точка пересечения характеристики вентиля-
тотах вращения.  η = 0,45 
тора Р = f(Q) с характеристикой сети позволит определить режим работы вен-
Р,Па   
 
  п=1900 об/мин 
η = 0,55 
тилятора в данной сети. 
    1800 
Р, Па   
 
 
   η   
 
          η 
η = 0,45 
    1700 
 
 
Р 
 
 
 
 
   N 
 
Р 
    1600 
 
     1500 
 
 
 
   N 
 
 
 
 
 
 
 
14                  20            Nу=26 кВт 
 
 
сеть 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Q,м3/с 
 
 
 
 
 
 
 
Qг, м3/с 
При других значениях плотности перемещаемой среды ρ, диаметра колеса 
Эта  точка соответствует  условиям,  при  которых  производительность  вен-
D, частоте вращения n индивидуальные характеристики могут быть перестрое-
тилятора  равна  расходу  перемещаемой  среды,  а  развиваемое  давление  равно 
ны и пересчитаны согласно следующим формулам: 
потере  давления  в  сети  при  этом  расходе.  По  этой  точке  определяют  также 
Q1/Q2 = (ρ1/ρ2)0(D1/D2)3(n1/n2)1 
мощность и К.П.Д. вентилятора. 
P1/P2 = (ρ1/ρ2)1(D1/D2)2(n1/n2)2 
N
Дымовые трубы. 
1/N2 = (ρ1/ρ2)1(D1/D2)5(n1/n2)3 
Один и тот же вентилятор при одинаковой частоте вращения и плотности 
Выброс газов в атмосферу осуществляется через дымовые трубы, которые 
перемещаемой среды может иметь в зависимости от характеристики сети тру-
обеспечивают рассеивание выбрасываемых  газов в атмосфере. 
бопроводов, в которой он работает, различную производительность и создавать 
Дымовые трубы могут быть: 
разное давление.  
  металлические; 
Под  характеристикой  сети  трубопроводов  подразумевают  зависимость 
  кирпичные; 
суммарного  гидравлического  сопротивления  сети  от  расхода  перемещаемого 
  железобетонные. 
газа. Характеристика сети описывается уравнением: 
Металлические трубы могут иметь диаметр до 1м высоту до 45 м. Макси-
Р = Р
мальная  температура выбрасываемых газов для металлических труб без футе-
о + kQn, 
где: Р
ровки составляет до 350оС.  
о – разность давления на входе и на выходе из сети – в местах нагне-
 
 

  63
  64 
Для защиты металлических туб от коррозии при отводе серосодер-
аппаратов применяют поворотные клапаны. Клапаны могут  быть круг-
жащих  газов  внутреннюю  поверхность  труб  (во  время  монтажа,  когда  труба 
лые  и прямоугольные.  
лежит)  покрывают несколькими  слоями  специального  жаростойкого  и  корро-
Для  управления  клапанами применяют дистанционные  и местные ручные 
зионно-устойчивого лака. Наружная поверхность труб покрывается тем же ла-
или  электрические  и  пневматические  приводы.  Электрические  и  пневматиче-
ком с добавкой алюминиевой пудры. 
ские  приводы  применяют,  как  правило,  при  автоматизированном  управлении 
Кирпичные  трубы имеют высоту до 100 ÷ 150 метров. 
работой систем пыле- и золоулавливания. 
Железобетонные трубы имеют высоту до 250 м и выше. Для защиты их от 
 
Круглый клапан 
Прямоугольный клапан 
коррозии их покрывают изоляцией –эпоксидным лаком и стеклотканью, футе-
 
руют кислотоупорным кирпичом. 
 
Газоходы и элементы их оборудования. 
 
 
Газоходы 
 
Газоходы могут иметь круглое или прямоугольное сечение. Круглые газо-
 
ходы  менее  металлоемки  и  проще  в  изготовлении.  Прямоугольные  газоходы 
 
применяются только в тех случаях, когда это диктуется компоновочными сооб-
 
ражениями: 
 
  соединение  на  коротком  участке  двух  аппаратов  с  прямоугольными 
 
присоединительными патрубками; 
 
  участок  помещения,  где  нужно  проложить  газоход  имеет  габариты 
меньше диаметра. 
Компенсаторы 
Для того чтобы газоходы не забивались осевшей золой или пылью и имели 
На газоходах, по которым подается газ с температурой выше 70оС и трас-
при этом умеренное гидравлическое сопротивление, скорость газов при выборе 
сировка которых не обеспечивает самокомпенсации, предусматривают компен-
их сечения обычно принимают в пределах от 10 до 20 м/с. В некоторых случаях 
саторы температурных удлинений. 
избежать отложений пыли удается только при скорости газов до 30 м/с.  
Компенсаторы  устанавливают  также  на  газоходах  перед  дымососами  и 
При  необходимости  для  предотвращения  деформации  газоходов  от  избы-
вентиляторами независимо от температуры газа во избежания передачи вибра-
точного давления или разрежения его стенки могут усиливаться ребрами жест-
ций от них на газоходы. 
кости.  Ребра  жесткости  могут  быть  продольными  и  поперечными.  Газоходы 
 
Схема линзового компенсатора 
круглого  сечения,  как  правило,  снабжаются только  поперечными  ребрами  же-
 
сткости. 
 
Запорные и регулирующие клапаны. 
 
Для  регулирования  расхода  газов  и  отключения  отдельных  газоочистных 
 
 
 





















  65
  66 
 
-технико-экономическое обоснование выбора рекомендуемо-
Предохранительные клапаны 
го варианта; 
ТЛЗ может включать несколько вариантов рекомендуемого оборудования. 
При  очистке  газов,  содержащих  взрывоопасные  смеси,  газоходы  и  газо-
Разработка  ТЛЗ  завершается  выбором  и  согласованием  с  предприятием 
очистные  аппараты  должны  снабжаться  предохранительными  клапанами.  При 
«Заказчиком» оптимального варианта. 
взрыве клапаны срабатывают, давая выход взрывной волне, и таким образом , 
2)  Технические предложения, включающие разработку: 
сохраняют основное оборудование от разрушения. 
-чертежей общего вида рекомендуемого оборудования с его техниче-
Предохранительные  клапаны  должны  быть  легкоразрывными.  Поэтому 
ской характеристикой; 
мембраны (диафрагмы) предохранительных клапанов изготовляются из мягкой 
-варианты его  установки  и  компоновки,  подключения  к  источникам 
жести (толщиной 0,5 мм), алюминия (толщиной 0,5-1 мм) с надрезом  или асбе-
выбросов, снабжения энергоресурсами. 
ста.  
Технические предложения завершаются согласованием с  предприятием 
Предохранительные клапаны должны располагаться в верхней части газо-
«Заказчиком» чертежей общего вида и технической характеристики разраба-
хода. У клапанов,  устанавливаемых  вблизи прохода персонала,  устанавливают 
тываемого оборудования. 
вытяжные короба, чтобы при подрыве клапана не обожгло людей. 
3)  Выпуск комплекта рабочей документации. 
Схема предохранительного клапана 
Разрабатывается  комплект  чертежей  в  соответствии  с  требованием  су-
 
ществующих  стандартов,  правил  и  нормативов.  Завершается  сдачей  ком-
Диафрагма
 
плекта рабочей документации предприятию «Заказчику». 
 
При  проектировании  систем  пыле-  и  газоочистки  учитывают  нижесле-
 
газоход 
дующее: 
 
Работу начинают со сбора исходных данных. Полученную информацию 
 
заносят  в  специальную  форму  опросного  листа,  включающего  следующую 
Проектирование систем пыле- и газоочистки 
информацию: 
Проектирование систем пыле- и газоочистки имеет, как правило, следую-
-информация о предприятии, на котором будет установлен аппарат; 
-технологический режим работы источника выбросов; 
щие стадии: 
-физико-химические характеристики пылегазовых выбросов; 
1)  Разработка  технологического  задания  (ТЛЗ)  или  рекомендаций  для  про-
-каким образом очищались газы ранее; 
ектирования, включающих следующие разделы: 
-необходимая степень очистки; 
-исходные данные для разработки; 
-возможности утилизации отходов, полученных в процессе работы газо-
-принципиальная схема и описание работы рекомендуемого аппарата 
очистки; 
или системы; 
-чертежи и эскизы цеха с указанием места установки газоочистки; 
-расчет конструктивных параметров; 
-сменность работы предприятия; 
-расчет режимных параметров (техническая характеристика); 
-наличие и параметры дымовой трубы; 
-метрологическое обеспечение и средства автоматизации процесса; 
 
 

  67
  68 
-специфические нормы и правила, действующие в данной отрас-
При  этом  следует  учитывать  возможность  аварийной  ситуа-
ли. 
ции при замерзании жидкости при отрицательных температурах воз-
При  компоновке  газо-  и  пылеулавливающей  аппаратуры  следует  руково-
духа  (климатические  условия)  и  необходимость  обеспечения  усло-
дствоваться следующими положениями: 
вий  для  эксплуатации  и  ремонта  наиболее  сложных  узлов  и  агрега-
•  газоочистные  сооружения  должны  располагаться  в  непосредствен-
тов. Например: электрофильтры устанавливаются вне зданий. Но для 
ной близости от технологических агрегатов; 
защиты  изоляторных  коробок  от  осадков  и  облегчения  условий  их 
•  схема газоочистки должна выбираться в зависимости от параметров 
обслуживания верх электрофильтров закрывается специальной кров-
пылегазовых  выбросов  и  технологического  процесса,  исходя  из  ус-
лей.  Подбункерное  пространство  электрофильтров  также  имеет  ук-
ловий  получения  минимальных  концентраций  загрязняющих  ве-
рытие. 
ществ в очищаемом газе; 

 
  концентрация  загрязняющих  веществ  в  очищаемом  газе  не  должна 
превышать установленную ТЛЗ на проектирование величину во всех 
К основным требованиям, предъявляемым к системам пыле-  и  газоочи-
диапазонах  технологических  режимов  в  течение  всей  кампании 
стки  относятся  высокая  эффективность  и  эксплуатационная  надежность. 
(межремонтного периода); 
Следует  учитывать,  что  чем  выше  требуемая  степень  очистки  газов  и  чем 
•  пылеуловители  обычно  устанавливаются  на  всасывающей  стороне 
мельче подлежащие улавливанию частицы пыли, тем большими оказываются 
вентиляторов  (перед вентилятором по ходу  газов). Установка пыле-
удельные  капитальные  затраты  по  сооружению  установки  и  расходы  на  ее 
уловителя на напорной стороне возможна, если нет опасности уско-
эксплуатацию.  Для  сопоставления  различных  вариантов  проводят  их  техни-
ренного  абразивного  износа  при  работе  вентилятора  в  запыленном 
ко-экономическую оценку. 
потоке; 
Газоочистные  установки,  как  правило,  не  дают  прибыли.  Возможность 
•  в случае применения пылеуловителей мокрого типа установка тяго-
использовать  уловленный  продукт  покрывает  только  незначительную  часть 
дутьевой машины предпочтительна перед очисткой газов во избежа-
затрат. Поэтому  в числе технико-экономических  показателей обычно отсут-
ние попадания влаги и образования плотных отложений пыли в вен-
ствуют  данные,  характеризующие  рентабельность  капитальных  затрат,  их 
тиляторе; 
окупаемость за счет ожидаемой прибыли. 
•  рядом  стоящие  однотипные  источники  выбросов  могут  быть  осна-
Технико-экономическая  оценка  строится  на  базе  сравнительных  данных. 
щены одним общим или каждый отдельным пылеуловителем. В пер-
Объект  газоочистки,  подлежащий  оценке,  сравнивается  с  лучшим  действую-
вом  случае  можно  добиться  некоторого  снижения  приведенных  за-
щим аналогичным объектом, приведенным в сопоставимые условия по мощно-
трат,  но  с  другой  стороны  осложняются  вопросы  технического  об-
сти,  степени  очистки  запыленных  газов,  условиям  производства.  Учитывают 
служивания и ремонта; 
затраты не только на газоочистное оборудование, но и на вспомогательные уст-
•  большинство  аппаратов  газоочистки  могут  быть  установлены  вне 
ройства (насосы, здания, сети электро- газо- и водоснабжения). 
зданий  на  открытом  воздухе,  или  в  неотапливаемых  помещениях. 
За обобщающий показатель эффективности капитальных вложений в га-
 
 

  69
  70 
зоочистку приняты приведенные затраты: 
ся меньше предельно-допустимых. 
З = С + Е К,  грн/год 
Высота  трубы  находится  во  взаимосвязи  с  эффективностью  газоочистки: 
чем выше степень очистки газов, тем ниже может быть выбрана дымовая труба. 
где: С – эксплуатационные затраты, грн/год; 
Минимальная  высота дымовой трубы  принимается  из  условия предотвра-
Е – нормативный коэффициент эффективности капитальных затрат. 
щения  попадания  дымовых  газов  в  соседние  здания  через  окна  или  цеховые 
Для газоочистного оборудования Е=0,15; 
фонари. 
К – капитальные затраты на строительство газоочистки. 
При отводе газов естественным путем высота трубы определяется величи-
Лучшими по экономическим факторам считаются объекты с минимальны-
ной тяги, необходимой для ведения технологического процесса. Скорость газов 
ми  приведенными  затратами.  Чем  ниже  уровень  приведенных  затрат  З,  тем 
в трубах, работающих на естественной тяге, во избежание задувания газа в тру-
экономичнее и эффективнее  соответствующий  вариант газоочистки  или иного 
бу ветром должна быть не менее 4 м/с. Однако, на предприятиях в большинстве 
рекомендуемого мероприятия. 
случаев дымовые газы отводятся от котлов и нагревательных устройств дымо-
Для оценки эффективности  проектируемых газоочисток в случае отсутст-
сосами  вследствие  того, что  установленные  в  дымовых  трактах  теплоутилиза-
вия аналогов для сравнения используют соотношение: 
ционные устройства имеют сопротивление, многократно превышающее естест-
Э = ( П – Е К ) А2, 
венную тягу. 
где: Э – годовой экономический эффект; 
Скорость  газов  в  трубах,  работающих  в  газоочистных  трактах  с  установ-
П –прибыль от применения газоочистного оборудования, например в 
ленными вентиляторами должна определяться ТЭРом и обычно составляет для 
результате возврата в производство уловленного продукта;  
труб высотой до 150 м – 15  ÷ 20 м/с; 250 ÷ 330м – 35 ÷ 40 м/с. 
Е – нормативный коэффициент эффективности капитальных затрат 
Необходимая  для  снижения  загрязнения  воздуха  высота  трубы  определя-
К – удельные капитальные вложения на сооружение газоочистки; 
ется с использованием формулы (1), которая выражает максимальную концен-
А2 – годовой объем очищаемых газов; 
трацию загрязняющего веществ в приземном слое при неблагоприятных метео-
Оптимизация параметров дымовых труб 
условиях. 
Значения  См для каждого вида примеси (вещества) не должно превышать 
Все возможные технологические решения по сокращению выбросов и сис-
максимальных  разовых  предельно  допустимых  значений  концентраций  этих 
темы  газоочистки  не  позволяют  для  большинства  технологических  процессов 
веществ в приземном слое атмосферы (ПДК). 
полностью исключить выбросы загрязняющих  веществ в атмосферу.  Для ряда 
технологических  процессов  технологические  решения  и  разработанные  спосо-
См  = (A M F m n η) / h2 3√V ΔT            (1) 
бы газоочистки могут отсутствовать. 
где: A – коэффициент,  зависит  от  температурной  стратификации  ат-
Для рассеивания остаточных количеств загрязняющих веществ и снижения 
мосферы  для  неблагоприятных  метеоусловий,  определяет  условия 
вертикального и  горизонтального  рассеивания  загрязняющих  веществ 

их приземных концентраций используются дымовые трубы. 
в  атмосферном  воздухе. A= 240 для  субтропиков  Средней  Азии; 
Высота  дымовой  трубы  должна  обеспечивать  такое  рассеивание  загряз-
A=160-200  для  Украины; A=140 для  Московской,  Тульской  областей 
няющих веществ, при котором концентрация их у поверхности земли становят-
России ; 
 
 

  71
  72 
M –суммарное  количество  примеси,  выбрасываемое  в  атмо-
Зависимость стоимости ж/б труб от их высоты  
сферу, г/с; 
(с футеровкой из кирпича, Тг ≤ 100оС) 
F – коэффициент оседания частиц в атмосферном воздухе, F =1÷3; 
С, тыс.руб. 
m, n – коэффициенты,  учитывающие  условия  выхода  газовоздушной 
D=10м
смеси из устья источника; 
800 
Δ, 
D=9м
 
Стоимость, тыс.руб. 

η – коэффициент, учитывающий рельеф местности; 
700 
D=8м 
Диа-
h – высота трубы ,м; 
600 
Н = 100м  Н=150м 
 
метр, м 
V  - объем газовоздушной смеси, м3/с; 
500 
8 380 650 
71 
ΔT – разность  между  температурой  выбрасываемых газов  и  средней 
9 430 700 
63 
температурой воздуха, оС. 
400 
10 480 770 
60 
Из формулы (1) следует, что величина См обратно пропорциональна квад-
300 
рату высоты трубы. На любом расстоянии от высокой дымовой трубы См , как 
   50 
  100 
 Н, м 
правило,  меньше,  чем  от  низкой,  площадь  загрязнения  воздуха  вопреки  бы-
 
тующим представлениям не увеличивается. 
Стоимость дымовых труб в комплексе мероприятий по защите атмосферы 
В расчете параметров труб следует учитывать, что эффективность рассеи-
металлургических заводов составляет ок. 12%. 
вании одинаковыми трубами выбросов от одинаковых источников в различных 
Расчет стоимости дымовых труб 
мах 
климатических зонах будет различной. 

Формула для определения 
Конструкция трубы 
Н, м 
Д,м 
оС 
стоимости, тыс. руб 
При  одинаковом  составе  и  мощности  агрегатов,  а  также  при  одинаковом 
Металлическая на 
сырье  и  энергоресурсах  количество  выбросов  на  предприятии  одинаково,  а 
20-40 0,4-1 
400 С= 1,3(0,053Н +2,66Д) 
растяжках 
приземные концентрации для разных географических районов могут отличать-
Металлическая из 
ся  из-за  того,  что  потенциал  загрязнения  воздуха,  выраженный  величиной  А, 
Ст.3 в решетчатой 
100-180 2-3,8 400  С=0,806(6,6Д+18)1,012Н 
колеблется от 140 до 250 (для стран СНГ). Поскольку значения ПДК установ-
башне 
лены  по  гигиеническим  соображениям  и  не  зависят  от  района  расположения 
Кирпичная 30-120 
1,8-7,2 
900 
С=0,52(НД-12Д+1,5Н-18) 
Железобетонна без 
предприятия. то разница в величинах А возмещается путем увеличения высоты 
100 7-10 
80 
С=1,3[(5,5Д+14,7)1,009Н] 
футеровки 
дымовых труб. Поэтому для предприятий, расположенных на Юге или в Сиби-
Железобетонная с 
ри,  высота  дымовых  труб  для  соблюдения  ПДК  при  равных  условиях  должна 
80-320 3,6-18 400  С=1,3[(19Д+50)1,009Н] 
футеровкой 
быть больше, чем на предприятиях в Центре Европейской части.  
 
С инженерной точки зрения возможности увеличения высоты трубы прак-
Стоимость демонтажа существующих труб принимается в размере 15% от 
тически  неограниченны.  Однако  стоимость  труб  с  увеличением  высоты  резко 
их стоимости. 
возрастает.  Пример иллюстрирует  ниже  приведенная  зависимость  С=f(Н).  По-
При  большом числе труб на предприятии для расчета их высот приведен-
этому высота трубы должна быть не более, чем это необходимо для снижения 
ной формулы  недостаточно, так как суммарная приземная  концентрация зави-
концентрации загрязняющих веществ до установленного предела. 
сит  не  только  от  высоты  труб,  но  и  от  их  взаимного  расположения.  Поэтому 
 
 

  73
  74 
при  проектировании  комплекса  мероприятий  по  защите  атмосферы 
Кij = max ( Cij       Ci  ) φi φj , 
обычно высоту  новых труб  предварительно принимают  на  основании сложив-
( x,y )
шейся практики. Затем производят расчет приземных концентраций. Если в ре-
Сij = Сij / ПДКi ; 
зультате этого расчета выясняется, что санитарные требования нарушены, вы-
N
∑Ci =∑ Ci/ ПДКi 
соту труб постепенно увеличивают. При этом изменяют высоту не всех труб, а 

только тех,  выбросы из которых в наибольшей степени загрязняют атмосферу. 
где: 
Как правило, это касается наиболее мощных, а поэтому наиболее высоких труб. 
Сij - расчетная приземная концентрация i-го вещества от j-го источни-
Их  увеличение  без  использования  возможности  снижения  приземных  концен-
ка, мг/м3; 
траций  за  счет  более  низких  труб  приводит  к  неоптимальным  экономическим 
ПДКi – предельно-допустимая концентрация i-го вещества, мг/м3; 
решениям:  часто  экономически  целесообразнее  увеличить  на 20-30 м  десять 
Ci – расчетная суммарная концентрация i-го вещества, мг/м3; 
низких  труб,  чем  одну  высокую  на 10 м.  Указанная  возможность  скрыта  за 
Сij – безразмерная величина – отношение расчетной приземной кон-
взаимосвязями между изменением высоты труб, их суммарной стоимостью и 
центрации i-го вещества от j-го источника в расчетной точке к ПДК i-
величинами приземных концентраций. 
го вещества; 
Один из вариантов решения задачи оптимизации стоимости дымовых труб 
∑ Сi – безразмерная величина – отношение суммарной приземной 
предусматривает  после  увеличения  высоты  труб  до  достижения  допустимых 
концентрации i-го вещества от всех N-источников в расчетной точке к 
приземных концентраций последовательно снижать их с пересчетом приземных 
ПДК i-го вещества. Характеризует количество чистого воздуха, кото-
концентраций  на  каждом  шаге  расчета.  Принципиально  такой  подход  обеспе-
рое необходимо для разбавления указанной концентрации до ПДК; 
чивает решение задачи оптимизации  высоты труб, однако  при  большом  числе 
φi ≤ 1 – безразмерный коэффициент учета неравномерности населе-
источников выполнение многократных пересчетов является практически труд-
ния, видов зеленых насаждений и т. п.; 
но выполнимой задачей. 
φj≤ 1 - безразмерный коэффициент, характеризует приоритетность ти-
Второй вариант (алгоритм) предусматривает оптимизацию высоты дымо-
па мероприятия, проводимого на j-м источнике. 
вых труб путем определения на каждом шаге расчета приземных концентраций 
В качестве исходной информации для решения задачи, кроме данных, ис-
не от всех дымовых труб, а только от тех, по которым показатели загрязнения 
пользуемых при обычных расчетах приземных концентраций, учитываются: 
воздуха Кj имеют наибольшие значения. Такой алгоритм резко сокращает ма-
• 
максимальная допустимая высота труб в районе; 
шинное время оптимизации.  
• 
минимальная допустимая высота каждой трубы; 
(Показатель загрязнения воздуха Кij  для j-го источника i-м веществом ра-
• 
существующая труба или новая, место расположения трубы (в цехе, 
вен произведению вклада в загрязнение приземного слоя воздуха от j-го источ-
вне цеха); 
ника на суммарное загрязнение воздуха от всех источников i-м веществом. Рас-
• 
допустимые типы труб для каждого источника (по температурным, 
сматривается множество точек с координатами (x,y), где это произведение дос-
коррозионным и др. ограничениям); 
тигает максимальной величины. 
• 
расчетные формулы стоимости труб; 
 
 

  75
Устанавливается ряд ограничений: 
1. трубы, высота которых остается неизменной (напр., для действующих 
источников); 
2. допустимая доля от ПДК в контрольных точках как по отдельным веще-
ствам, так и по группам эффекта суммации вредных веществ; 
3. доля приземной концентрации от источников, для которых не произво-
дится оптимизация высоты труб; 
При установлении ограничений минимальная высота существующих труб 
принимается равной их фактической высоте. 
 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23956. ЭСХИЛ (Aischylos) 23.06 KB
  Эсхил принимал участие в персидских войнах сражался при Марафоне где погиб его брат Кинагир и Саламином; возможно и при Платеях. Эсхил одержал всего 13 прижизненных побед и 15 посмертных что было возможно лишь потому что в виде исключения его пьесы были допущены к повторным постановкам. падает первое путешествие Эсхила на Сицилию ко двору тирана Сиракуз Гиерона I где он написал пьесу в честь только что основанной дорической колонии Этны Этна или Этнеянки Aitnai или Aitnaiai и заново поставил Персов.
23957. Эсхил (525-456гг до н.э.) 14.51 KB
  Э был глубоко религ чел он верил в могущ богов и в их вмеш в жизнь людей. В ранний период ТВва боги всегда жестокие коварн мстит они завлекают чел в сети беды. Наряду с этим чел у Э достат самостоят: он сам приним реш но и сам за него отвечает несет ответ. У Э если сам чел ни в чем не согреш он страдать не будет.
23959. УСТРОЙСТВО ТЕАТРА И СТРОЕНИЕ ТРАГЕДИИ 19.48 KB
  Почти все трагедии начинались с _пролога_ в котором обычно содержалась завязка действия. За пародом следовали _эписодии_ диалогические части трагедии в которых главная роль отводилась актерам а от хора выступали корифей или отдельные хоревты. Заключительная часть трагедии когда хор с песней удалялся с орхестры называлась _эксод_.
23960. Трилогия Эсхила «Орестея». «Агамемнон» 16.74 KB
  Трилогия Эсхила Орестея. Агамемнон В основу этой траг положен миф о царе Атрее его сыне Агамемноне и внуке Оресте. Хор призерает Эгисфа осыпает бранью и пресказ что вернется сын Агамемнона Орест с чужбины и отомстит за смерть отца. Эсхил Орестея.
23963. АНТИГОНА 15.78 KB
  История Антигоны примыкает непосредственно к мифу о братоубийственной вражде Этеокла и Полиника излагаемому в античных источниках более или менее единообразно. 928931 поставленных через 20 лет после Антигоны . Наряду с этим сохранилось свидетельство Павсания позволяющее предположить наличие фиванского варианта в котором особо выделялась роль Антигоны IX 25 2. Никаких санкций по адресу Антигоны согласно Павсанию не последовало поскольку жестокость победителей не заходила в Греции так далеко чтобы не...