Разработка ресурсо - и энергосберегающих технологий и аппаратурное оформление процессов, сопровождающихся выделением газовой фазы (стр. 7 )

В шестой главе представлены результаты промышленного внедрения разработанных методов расчета, усовершенствованных схем реализации технологических процессов и их аппаратурного оформления. Учитывая сложность технологических процессов и значительные габаритные размеры технологического оборудования, результаты расчета апробировались на пилотных установках в промышленных условиях.

Результаты апробации, схемы пилотных установок и приемочные испытания внедряемого оборудования также представлены в этой главе. Экономическая эффективность внедрения усовершенствованных и новых промышленных установок сведены в таблицу (табл. 2).

Таблица 2

Сводная таблица результатов внедрения

№ п/п	Объект внедрения	Место внедрения	Год внедрения	Экономический эффект (тыс. руб.)
1	2	3	4	5
1.	Установки досушки дисперсных, волокнистых, губчатых материалов, растворов и лаков	РТИ, г. Калининск; МПЗ, г. Муром; РХК, г. Рошаль; КХЗ, г. Краснозаводск; КВВЗ, г. Калязин; КВВК, г. Казань; ПО им. Чапаева, г. Чебоксары.	1986-1992	3989,0
1	2	3	4	5
2.	Установка для концентрирования водной пульпы крошки каучука	АО «Нижнекамскнефтехим», г. Нижнекамск	1999	9149,4
3.	Оборудование для химической обработки металлических изделий	МПЗ, г. Муром; КМИЗ, г. Казань.	1992-1998	655.4
4.	Установка для извлечения жирных кислот из соапстока	ОАО «Нэфис», г. Казань.	2001	415,9
5.	Установка безреактивного расщепления жиров	, г. Казань.	2001	359,3
6.	Окрасочная камера	, г. Казань.	2001	424,7
7.	Адсорбционная установка рекуперации растворителей	, г. Нижнекамск.	2003	630,0
8.	Установка для термической переработки отходов	, г. Казань.	2004	325,0
Итого: 15948,7

Необходимо отметить, что реализация мероприятий, направленных на охрану окружающей среды, кроме экономического, дает еще значительный социальный эффект, заключающийся в улучшении условий труда обслуживающего персонала, в улучшении состояния здоровья населения и окружающей среды в целом. Что касается экономических результатов природоохранных мероприятий, то в настоящее время возможна лишь неполная их оценка, равная финансовым потерям выбрасываемых веществ.

В приложении к работе приведены: элементы программ расчета исследуемых процессов, результаты статистической обработки полученных данных, акты внедрения выполненных разработок, результаты промышленных испытаний и экономическое обоснование внедрения разработок в промышленность.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана обобщенная математическая модель технологических процессов, сопровождающихся выбросами, позволяющая оценить степень влияния каждого из механизмов образования токсичных выбросов на общее количество образующихся вредных веществ.

2. Получены математические модели и алгоритм расчета реальных производственных технологических процессов: отстаивания при безреактивном расщеплении жиров в производстве глицерина, извлечения жирных кислот из соапстока, химической обработки металлических изделий, термической переработки древесных отходов с системами очистки конденсацией, абсорбцией, адсорбцией или их комбинацией, позволяющие осуществлять математическое моделирование с целью выбора рациональных режимных параметров и конструктивных характеристик оборудования.

3. Разработаны экспериментальные установки для исследования указанных процессов, традиционно сопровождающихся выбросами. Отдельные решения, положенные в основу экспериментальных установок, были использованы в дальнейшем в различных отраслях промышленности для аппаратурного оформления производственных процессов.

4. Ряд экспериментальных установок использован в учебном процессе и позволяет оперативно готовить опытные образцы и осуществлять всестороннее изучение процессов сушки, горения и газоочистки.

5. Получены новые экспериментальные данные о кинетике процессов: безреактивного расщепления жиров, извлечения жирных кислот из соапстока, химической обработки металлических изделий, термической переработки древесных отходов, адсорбции летучих растворителей.

6. Введено понятие и определена величина коэффициента неиспользованной поглотительной способности адсорбента к моменту окончания фазы адсорбции.

7. По известным экспериментальным данным получены эмпирические зависимости: энтальпий кислорода углекислого газа, окиси углерода, азота, водяного пара, воздуха от температуры; теплоемкости и теплопроводности древесной частицы (сосны) от влагосодержания в диапазоне от 0 до 150% и температуры от 0 до 1000С, давления насыщения водяного пара от температуры, повышающие точность расчета и уменьшающие объем вычислений.

8. По результатам математического моделирования выданы рекомендации по усовершенствованию технологических процессов, сопровождающихся традиционно выбросами токсичных веществ, осуществлен выбор рациональных режимных параметров и конструктивных характеристик оборудования.

9. Новизна технологических и технических решений, положенных в основу усовершенствованных технологических схем и их аппаратурного оформления, защищена 22 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

10. Научные и прикладные результаты исследований переданы предприятиям, научно-исследовательским и проектным организациям в виде методик расчета, отчетов, готовых проектов и рекомендаций для проектирования и реконструкции технологических процессов и их аппаратурного оформления.

11. Экономический эффект от внедрения результатов исследования в промышленность составил свыше 15 млн. рублей.

Основные обозначения. – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2×К); – коэффициент теплопроводности, Вт/(м×К); – толщина пленки конденсата, размер частицы, м ; – плотность, кг/м3; – коэффициент динамической вязкости, Па×с; T – температура, К; H – высота слоя, м; D – коэффициент диффузии, м2/с; c – удельная теплоемкость, Дж/(кг×К); – коэффициент массоотдачи, с-1; – поверхностный коэффициент массоотдачи, м/с; – коэффициент кинематической вязкости, м2/с; J – массовый поток, кг/(м2×с); – поток массы, поступающий в результате загрузки, кг/(м2×с); – поток массы, образуемый в результате испарения, кг/(м2×с); – поток массы, образующийся в результате химической реакции, кг/(м2×с); Р, р – полное и парциальное давление, Па; F - площадь поверхности, м2; – время, с; Q – объемная производительность, м3/с; d - диаметр, м; q – удельная теплота химической реакции, Дж/кг; m - масса, кг; m1 – коэффициент распределения; r – скрытая теплота парообразования, Дж/кг; x – порядок реакции; w - скорость, м/с; A, B – коэффициенты в уравнении Антуана; Вка – массовый расход топлива, кг/с; а – количество вещества адсорбируемое единицей объема (массы), кг/м3(кг/кг); K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К); – средняя разность температур горячего и холодного теплоносителя, К; – гидравлическое сопротивление, Па; аф, y – коэффициенты в уравнении изотермы Фрейндлиха; S – площадь поверхности конденсации, м2; R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль×К); M – молярная масса, кг/кмоль; Г – параметр, учитывающий форму частиц; – массовые доли компонента в жидкости и паровой фазе, кг/кг; х, у – мольные доли компонента в жидкости и паровой фазе, кмоль/кмоль; – коэффициент активности; Еа – энергия активации, –кДж/моль; W – влажность, %; ач – коэффициент температуропроводности, м2/с; G – массовый расход, кг/с; – константа скорости гомогенной и гетерогенной реакции, м3/с, м/с; kм – коэффициент массопроводности, м2/с; С – массовая концентрация, кг/м3; k1 – показатель адиабаты; – порозность слоя; h – размер частицы адсорбента, м; U – плотность орошения, м3/(м2с);. U0 – объемный коэффициент инжекции; f0 – фугитивность (летучесть) поглощаемого газа; А* – предэкспоненциальный множитель. Индексы: в– воздух; п – пар; г – газ; гр – граница раздела фаз; р – рабочий; j – компонент газа; i – компонент пара или жидкости; н – начальный; ж – жидкость; см – смесь; а – аппарат; ин – инжектируемый; нас – насыщенный; ср – средний; кип – кипение; ст – стенка; х – хладоагент; к – конечная; кс – конденсация; гв – газовоздушный; пгв – парогазовоздушный; пг – парогазовый; св – свободный; v – объемный; сух – сухой; пдк – предельно-допустимая концентрация; хр – химическая реакция; ч – частица.