- •§ 1. Проблема охраны окружающей среды
- •§ 2. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе
- •§ 3. Общие вопросы защиты воздушного бассейна металлургических предприятий
- •Часть I газоочистные аппараты
- •Глава 1
- •§ 1. Основы классификации газоочистных аппаратов
- •§ 2. Оценка эффективности работы пылеуловителей
- •Глава 2
- •§ 1. Движение частиц пыли в неподвижной среде
- •§ 2. Осаждение частиц пыли в камерах и газоходах
- •Глава 3
- •§ 1. Сепарация частиц пыли из криволинейного потока газа
- •§ 2. Жалюзийные пылеуловители
- •§ 3. Радиальные пылеуловители (пылевые мешки)
- •Глава 4
- •§ 1. Улавливание пыли в циклонах
- •§ 2. Типы циклонов и основные правила их эксплуатации
- •§ 3. Определение гидравлического сопротивления и размеров циклона
- •§ 4. Расчет эффективности циклонов
- •§ 5. Батарейные циклоны (мультициклоны)
- •§ 6. Вихревые пылеуловители
- •§ 7. Ротационные пылеуловители
- •Глава 5
- •§ 1. Общие сведения о процессе фильтрования
- •§ 2. Характеристики пористой перегородки
- •§ 3. Механизмы процесса фильтрования
- •§ 4. Аналитическое определение эффективности и гидравлического сопротивления пористого фильтра
- •Глава 6
- •§ 1. Волокнистые фильтры
- •§ 2. Тканевые фильтры
- •§ 3. Зернистые и металлокерамические фильтры
- •§ 4. Фильтры-туманоуловители
- •§ 5. Воздушные фильтры
- •Глава 7
- •§ 1. Мокрая очистка газов и область ее применения
- •§ 2. Захват частиц пыли жидкостью
- •§3. Энергетический метод расчета мокрых пылеуловителей
- •§4. Тепло- и массообмен в мокрых пылеуловителях
- •Глава 8
- •§1. Форсуночные скрубберы
- •§ 2. Скрубберы Вентури
- •Расчет скрубберов Вентури
- •3. Динамические газопромыватели
- •Глава 9
- •§ 1. Мокрые аппараты центробежного действия
- •§ 2. Мокрые аппараты ударно-инерционного действия
- •§ 3. Тарельчатые газоочистные аппараты
- •Глава 10
- •§ 1. Устройства для диспергирования жидкости
- •§ 2. Брызгоунос и сепарация капель из газового потока
- •§ 3. Водное хозяйство мокрых газоочисток
- •Глава 11
- •§ 1. Ионизация газов и коронный разряд
- •§ 2. Физические основы электрической очистки газа
- •§ 3. Вольт амперные характеристики коронного разряда
- •§ 4. Теоретическая эффективность электрической очистки газа
- •Глава 12
- •§ 1 Элементы конструкций электрофильтров
- •§ 2. Однозонные унифицированные сухие электрофильтры
- •3. Мокрые трубчатые однозонные электрофильтры типа дм
- •§ 4. Двухзонные электрофильтры
- •Глава 13
- •§ 1. Способы повышения напряжения и выпрямления тока
- •§ 2. Методы регулирования напряжения на электродах
- •§ 3. Агрегаты питания электрофильтров
- •§ 4. Преобразовательные подстанции
- •Глава 14
- •§ 1. Влияние различных факторов на работу электрофильтра
- •§ 2. Электрические режимы питания электрофильтров
- •§ 3. Эксплуатация электрофильтров
- •§ 4. Выбор и расчет эффективности электрофильтров
- •Глава 15
- •§ 1. Основы процесса физической абсорбции
- •§ 2. Материальный баланс и основные уравнения процесса абсорбции
- •§ 3. Коэффициент абсорбции — массопередачи
- •§ 4. Абсорбционные аппараты и установки
- •§ 5. Основы расчета абсорберов
- •Глава 16
- •§ 1. Физика процесса. Изотермы адсорбции
- •§ 2. Виды и характеристики адсорбентов
- •§ 3. Устройство и основы расчета адсорбентов с неподвижным слоем поглотителя
- •§ 4. Адсорберы с кипящим слоем поглотителя
- •§ 5. Ионообменная очистка газов
- •Глава 17
- •§ 1. Охлаждение газов подмешиванием атмосферного воздуха
- •§ 2. Охлаждение газов в поверхностных теплообменниках
- •§ 3. Охлаждение газов при непосредственном контакте с водой
- •Глава 18
- •§ 1. Конструкции и элементы газоходов
- •§ 2. Основы аэродинамического расчета газоотводящего тракта
- •§ 3. Выбор дымососов и вентиляторов
- •§ 4. Дымовые трубы
- •Глава 19
- •§ 1. Устройства для выгрузки сухой пыли
- •§ 2. Устройства для удаления шлама
- •§ 3. Механическая транспортировка пыли
- •§ 4. Пневмотранспорт для удаления пыли
- •Глава 20
- •§ 1. Расчет капитальных затрат и эксплуатационных расходов
- •§ 2. Оценка экономичности работы газоочисток
- •§ 3. Экономические показатели газоочисток различных типов
- •§ 4. Пути снижения себестоимости очистки газа
- •§ 5. Ущерб от загрязнения воздуха
- •Глава 21
- •§ 1. Основы рационального выбора пылеуловителей
- •§ 2. Типизация газоочистных аппаратов
- •§ 3. Правила технической эксплуатации газоочистных установок
- •§ 4. Меры безопасности и охраны труда
- •Часть II газоочистные установки различных производств черной металлургии
- •Глава 22
- •§ 1. Характеристика выбросов агломерационного производства
- •§ 2. Отвод и обеспыливание газов агломерационных машин
- •§ 3. Улавливание и очистка вентиляционных и неорганизованных выбросов
- •§ 4. Очистка газов при производстве окатышей
- •Глава 23
- •§ 1. Очистка газов от сернистого ангидрида. Классификация методов
- •§ 2. Известняково-известковые методы очистки
- •§ 3. Циклические сульфитные методы очистки от сернистого ангидрида
- •§ 4. Адсорбционные и каталитические методы очистки от сернистого ангидрида
- •§ 5. Очистка газов агломерационных машин от оксида углерода
- •§ 6. Очистка агломерационных газов от оксидов азота
- •§ 7. Комплексная схема очистки газов агломерационных машин
- •Глава 24
- •§ 1. Свойства и выход коксового газа
- •§ 2. Очистка коксового газа
- •§ 3. Вредные выбросы коксохимического производства и их очистка
- •Глава 25
- •§ 1. Характеристика доменного газа и колошниковой пыли
- •§ 2. Схемы очистки доменного газа
- •§ 3. Вредные выбросы доменного производства и их очистка
- •§ 4. Борьба с выбросами при грануляции шлака
- •§ 5. Выбросы миксерного отделения и их очистка
- •Глава 26
- •§ 1. Характеристика отходящих газов и пыли
- •§ 2. Обеспыливание отходящих газов мартеновских печей
- •§ 3. Очистка отходящих газов двухванных печей
- •§ 4. Оксиды азота и борьба с ними в мартеновском производстве
- •§ 5. Неорганизованные выбросы и борьба с ними
- •Глава 27
- •§ 1. Характеристика газопылевых выбросов
- •§ 2. Охлаждение конвертерных газов
- •§ 3. Газоотводящие тракты кислородных конвертеров
- •§ 4. Установки с полным дожиганием оксида углерода
- •§ 5. Установки с частичным дожиганием оксида углерода
- •§ 6. Установки без дожигания оксида углерода
- •Глава 28
- •§ 1. Характеристика газопылевыделений
- •§ 2. Отсос и улавливание выделяющихся газов
- •§ 3. Способы очистки газов
- •Глава 29
- •§1. Пылегазовые выбросы ферросплавных печей
- •§ 2. Очистка газов закрытых ферросплавных печей
- •§ 3. Очистка газов открытых ферросплавных печей
- •Характеристика выбросов печей ферросплавного производства.
- •Как осуществляют очистку газов закрытых печей?
- •Какие схемы применяют для очистки газов открытых печей?
- •Глава 30
- •§ 1. Локализация и удаление выбросов прокатных станов
- •§ 2. Обеспыливание выбросов машин огневой зачистки (моз)
- •§ 3. Борьба с вредными выбросами травильных отделений
- •Глава 31
- •§ 1. Обеспыливание отходящих газов в огнеупорных цехах
- •§ 2. Очистка вредных выбросов литейных цехов
- •§ 3. Очистка отходящих газов котельных агрегатов
- •Часть III газоочистные установки различных производств цветной металлургии
- •Глава 32
- •§ 1. Обеспыливание отходящих газов агломерационных машин
- •§ 2. Очистка отходящих газов шахтных печей для выплавки чернового свинца
- •§ 3. Очистка газов купеляционных печей и шлаковозгоночных установок
- •§ 4. Очистка газов при переработке вторичного свинцового сырья
- •§ 5. Обеспыливание отходящих газов обжиговых печей кипящего слоя (кс) цинкового производства
- •§ 6. Очистка газов вращающихся трубчатых печей (вельцпечей) цинкового производства
- •§ 7. Дополнительная очистка газов, идущих от печей кс на производство серной кислоты
- •Глава 33 пылеулавливание в медной промышленности
- •§ 1. Очистка газов на заводах, выплавляющих медь из первичного сырья
- •§ 2. Очистка газов на медеплавильных заводах при переработке вторичного сырья
- •§ 3. Обеспыливание газов на медно-серных заводах
- •Глава 34
- •§ 1. Пылеулавливание при производстве никеля
- •§ 2. Обеспыливание газов на оловянных заводах
- •§ 3. Пылеулавливание при производстве сурьмы
- •§ 4. Очистка газов при производстве ртути
- •§ 2. Очистка газов при производстве алюминия
- •§ 3. Обеспыливание газов при производстве силуминов (а1—Si сплавов)
- •§ 4. Очистка газов при производстве магния
- •Глава 36
- •1. Улавливание хлоридов редких металлов
- •§ 2. Очистка газов при производстве рассеянных металлов
- •§ 3. Очистка газов при производстве тугоплавких металлов
- •Глава 37
- •§ 1. Очистка технологических газов
- •§ 2. Очистка газов аспирационных систем
- •Глава 38
- •§ 1. Промышленные способы очистки слабоконцентрированных отходящих газов от сернистого ангидрида
- •§ 2. Очистка газов от различных газообразных химических элементов и соединений
- •Глава 39
- •§ 1. Особенности свойств пыли и газовых потоков
- •§ 2. Особенности выбора газоочистных аппаратов и эксплуатации газоочистных установок
- •§ 3. Особенности экономики газоочистных установок в цветной металлургии
- •Глава 40
- •§ 1. Снижение вредных выбросов и совершенствование газоочистных аппаратов и установок
- •§ 2. Повышение уровня безотходности производства
- •§ 3. Оптимизация очередности внедрения мероприятий по защите воздушного бассейна
- •§ 4. Рациональное распределение топлива с целью уменьшения загрязнения атмосферы
§ 2. Охлаждение газов в поверхностных теплообменниках
Поверхностные охладители являются наиболее рациональным типом охладителей газа, так как, во-первых, не увеличивают объема охлаждаемого газа и, во-вторых, позволяют полезно использовать отдаваемое им тепло. Наилучшими и наиболее распространенными охладителями этого типа являются котлы-утилизаторы, получившие широкое распространение в металлургии. Вырабатываемый ими за счет тепла отходящих газов водяной пар используется на нужды производства или для выработки электроэнергии. В основе теплового расчета котла-утилизатора лежат уравнения теплового баланса и теплопередачи:
Vг(I1 – I2)γ = Mп(i2 – i1); (17.4)
Мп(i2 – i1) = kFΔTср, (17.5)
где Vг — количество отходящих газов, м3/с; I1 и I2 — энтальпия газов до и после котла-утилизатора, Дж/м3; γ — коэффициент сохранения тепла, учитывающий его потери; Мп — количество получаемого пара, кг/с; k — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К); F—поверхность нагрева котла, м2; ΔTср — среднелогарифмическая разность температур газа и пароводяной фазы, °С; i1 и i2— энтальпии воды и пара до и после котла, Дж/кг.
В случае установки типового котла-утилизатора при поверочном расчете его неизвестными являются величины Мп, I2 и i2, определяющие паропроизводительностъ котла, температуру газа за котлом и температуру перегретого пара. Расчет ведется методом последовательного приближения. Применительно к мартеновским печам Центроэнергочермет разработал типовой ряд котлов-утилизаторов (табл. 17.1).
Котлы-утилизаторы приведенного типа (рис. 17.1) широко используют и для другого типа печей при условии температуры на входе в котел не выше 850 °С и запыленности газа не выше 25 г/м3.
Рис. 17.1. Продольный разрез котла-утилизатора типа К.У-80-3: 1 — барабан котла; 2 — циркуляционный насос; 3 — предвключенный пакет; 4 — пароперегреватель; 5 — водяной экономайзер; 6 — испарительные поверхности
Таблица 17.1. Технические характеристики котлов-утилизаторов серии КУ
Тип котла- утилизатора |
Расход газов, тыс. м3/ч |
Температура газа, оС |
Паропро-изводи-тельность, т/ч |
Параметры пара |
Поверхность нагрева, м2 |
||||
при входе |
при выходе |
давление, МПа |
темпера-тура, оС |
паропере-гревателя |
испари-тельная |
экономай-зера |
|||
КУ-40 |
40 |
850 850 |
248 248 |
12,9 13,0 |
4,5 1,8 |
385 375 |
43 |
372 |
185 |
ку-60 |
60 |
850 650 850 650 |
248 239 297 216 |
19,0 12,8 19,9 13,8 |
4,5 4,5 1,8 1,8 |
392 270 360 340 |
70 |
586 |
247 |
КУ-80 |
80 |
850 650 850 650 |
248 239 227 216 |
25,8 17,3 26,9 18,4 |
4,5 4,5 1,8 1,8 |
385 365 358 336 |
87 |
744 |
370 |
КУ-100 |
100 |
850 650 850 650 |
242 220 242 220 |
32,6 21,8 33,9 23,2 |
4,5 4,5 1,8 1,8 |
382 363 360 339 |
110 |
980 |
460 |
КУ-125 |
125 |
850 650 850 650 |
230 220 220 210 |
40,8 27,4 42,4 29,4 |
4,5 4,5 1,8 1,8 |
385 365 365 361 |
145 |
1270 |
615 |
КУ-150 |
150 |
850 |
213 |
50,5 |
4,5 |
393 |
166 |
1459 |
725 |
КУ-100Б |
100 |
850 650 550 |
232 222 217 |
32,5 22,3 17,3 |
1,8 1,8 1,8 |
395 368 348 |
137 |
592 |
497 |
Примечание. Котлы КУ-100 Б башенного типа. |
Годовую экономию условного топлива АВ, получаемую в результате установки котла-утилизатора, и срок окупаемости его установки можно подсчитать по формулам
ΔВ = φДгодΔi(1 — )·103/29,300к; (17.6)
tок = Зк/(ao—a)Дгодφ, (17.7)
где φ = 0,94-0,95 — коэффициент, учитывающий расход пара на собственные нужды; Дгод — годовая выработка пара, т; Δi— разность энтальпий перегретого пара и питательной воды, кДж/кг; = 0,2÷0,3 —коэффициент, учитывающий ухудшение работы ТЭЦ; к = 0,85—0,90 — к.п.д. замещаемой котельной; Зк — капитальные затраты на установку котла-утилизатора, руб.; а0 — стоимость 1 т пара ТЭЦ, руб.; а — стоимость 1 т пара котла-утилизатора, руб.
Для средних условий работы мартеновских печей емкостью 500 т экономия условного топлива обычно составляет около 20000 т усл. т/год, а срок окупаемости установки 1—2 года.
В цветной металлургии при высоких запыленностях газа ранее применяли газовые поверхностные холодильники (кулеры), состоящие из вертикальных труб большого диаметра (400 мм), соединенных попарно сверху и объединенных бункером снизу. Их устанавливали вне зданий на открытом воздухе. В силу естественной конвекции атмосферный воздух, омывающий трубы снаружи, охлаждает движущиеся внутри труб горячие газы. Холодильники металлоемки, требуют много места и не позволяют утилизировать тепло охлаждающего газа, поэтому в настоящее время в новых установках их не применяют.