Улавливание бензина из паровоздушных выбросов Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

ИЯ, №5-6, 1996

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1-2, 1996

79

664.761.004.8

И

5.2- 1,0; 3 м ).

скорость воз-:ущественное при С = 0,5 ! = 95%. При і для любого

<2 С, V»3

то для зерно-ого дисперси-Ісономерности 'улавливания скорости воз-- 18; 4 — 20 С, а именно: С, что согла-о сущности

ощих эффек-и циклонами рис. 2 и 3) ш последних <е режимных

На основе усредненных показателей концентрации зерновой и мучной пыли, отходящей от различных видов оборудования [1], и данных рис. 1-3 можно рассчитать концентрацию соответствующей пыли в воздухе, выбрасываемом в атмосферу аспирационными и пневмотранспортными установками после очистки его в циклонах. Так, при использовании батарейных циклонов 4БЦШ (V = = 18 м/с) для улавливания мучной пыли (С = 20 г/м3) расчетные значения запыленности воздуха, выбрасываемого в атмосферу, составят 0,098 г/м3. Учитывая, что по нормам [1] количество пыли, выбрасываемой в атмосферу при выработке муки и крупы, составляет 3,2% от количества отходящей пыли, несложно определить среднюю концентрацию пыли на входе в установку — 3,06 г/м^ и среднюю фактическую эффективность улавливания мучной пыли — 96,8%.

ВЫВОДЫ

1. Для зерновой и мучной пыли различного дисперсного состава, содержащейся в выбросах, имеются общие закономерности процесса изменения эффективности улавливания: степень очистки увеличивается с увеличением входной скорости и концентрации пыли.

2. Эффективность очистки в батарейных циклонах 4БЦШ и .УЦ при правильной их эксплуатации {V = 18 м/с) значительно выше, чем у циклонов других типов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шаповаленко О.И., Бондарчук В.Г. Основы расчета

плановых показателей по охране атмосферного воздуха. — М.: АгроНИИТЭИпищепром, Сер. ’Комбикормовая

пром-сть”. — 1988. — Вып. 9. — 41 с.

2. Потапов О.П., Кропп Д.Д. Батарейные циклоны. — М.: Энергия, 1987. •— 150 с.

Кафедра безопасности жизнедеятельности Кафедра технологии хранения и переработки зерна

Поступила 10.07.95

66.074.3

УЛАВЛИВАНИЕ БЕНЗИНА ИЗ ПАРОВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ

И.П. СЛОБОДЯНИК

Кубанский государственный технологический университет

Для эффективного и экономичного улавливания паров бензина из паровоздушной смеси, поступающей из конденсатора, предлагается установка, состоящая из соединенных последовательно с увеличивающимся поперечным сечением снизу вверх цилиндрических колонн.

На рисунке установка схематически представлена после частичной конденсации из нее бензина в поверхностном конденсаторе [1, 2]. Установка включает нижнюю ступенчатую колонну 1 с увеличивающимися сечениями ступеней снизу вверх

с коническими переходами 2 и верхнюю колонну 3 большего сечения, чем колонна 1, многоточечные вводы парогазовой смеси 4 и 5 на двух уровнях в нижнюю часть колонны /, центробежные форсунки 6 и 7 для подачи абсорбента в верхнюю часть нижней и верхней колонн. Нижняя колонна заканчивается в верхней части прямым отводом для ввода паровоздушной смеси в верхнюю колонну с минимальными гидравлическими сопротивлениями. Каждая колонна снабжена автономной системой циркулирующего абсорбента. В качестве абсорбента нижней колонны служит высококипящая углеводородная фракция с температурой кипения 270°С (соляровое масло, керосин) для улавливания паров бензина из паровоздушной смеси, а абсорбента верхней колонны — циркулирующая вода.

Нижняя колонна снабжена двумя емкостями 8 циркулирующего абсорбента, циркуляционными насосами 9, холодильником 10 для охлаждения абсорбента перед подачей на распылительные центробежные форсунки 6, насосом И для подачи отработанного абсорбента на регенерацию.

Верхняя колонна снабжена двумя емкостями 12 циркулирующей воды, циркуляционным насосом 13, холодильником 14 для охлаждения воды перед подачей на распылительные центробежные форсунки 7. Емкости 12 снабжены верхними стеклянными фонарями 15 с вентилями для отвода абсорбента (керосина) в емкости циркулирующего абсорбента.

Для регенерации абсорбента (керосина) и утилизации летучих веществ (бензина) служит регенерационная установка, состоящая из ректификационной колонны (десорбера) 16, подогревателя 17 отработанного абсорбента (раствора бензина в керосине) до температуры кипения в десорбере, кипятильника 18, дефлегматора 19, конденсатора-холодильника 20, сборника дистиллята (бензина) 21, насосов для откачки бензина в хранилище 22

80

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 5-6, 1996

и кубового остатка (керосина) 23 в емкости циркулирующего абсорбента, а также холодильника для охлаждения кубового остатка (керосина) 24. Ректификационная колонна заполнена насадкой, секционированной коническими решетками по высоте [3], которая обеспечивает повышение эффективности массообмена за счет значительного уменьшения продольного перемешивания жидкости и исключения байпасирования потоков жидкости и увеличение производительности по пару и жидкости за счет наличия сепарационных объемов между секциями по сравнению с обычными наса-дочными колоннами [4], максимальная эффективность массообмена которых достигается при режиме эмульгирования, предшествующем захлебыванию.

Абсорбционные колонны / и 3 с центробежными форсунками 6 и 7 обеспечивают высокую эффективность массообмена при очень низком гидравлическом сопротивлении порядка 70-100 Па, поэтому не требуется установка специальных отсасывающих вентиляторов для работы абсорберов.

Для абсорберов разработаны специальные центробежные форсунки со сменными дисками, обеспечивающими эффективное распыление жидкости, содержащей твердые частицы размером до 6~8 мм [5-7], которые позволяют работать на циркулирующем абсорбенте, загрязненном твердыми частицами.

Абсорбционная колонна 3 предназначена для улавливания и захвата абсорбента с растворенным в нем бензином и возврата его через фонари 15 в емкости 8 циркулирующего абсорбента. Абсорбент может быть унесен механически с паровоздушным потоком в условиях высоких скоростей в колонне 1 для обеспечения высокой эффективности массообмена. Колонна 3 работает на циркулирующей воде по безотходной технологии, подпитка водой производится по мере ее испарения в воздух.

Установка работает следующим образом. Паровоздушная смесь подается в абсорбционную колонну 1 по тангенциальным патрубкам 4 я 5 на. двух уровнях ступенчатой колонны /. В результате образуется вращающийся поток паровоздушной смеси, который взаимодействует с абсорбентом, распыляемым форсунками 6. При этом падающие капли и струи отражаются от конических переходников 2 к центру нижерасположенной колонны меньшего диаметра, в которой скорость паровоздушной смеси увеличивается и происходит интенсификация массообмена за счет конвективного переноса массы при высоких скоростях. В результате регулирования оптимальных скоростей паровоздушной смеси в колоннах двух диаметров через тангенциально направленные патрубки 6 и 7 на двух уровнях достигается максимальная эффективность массообмена в условиях поглощения бензина абсорбентом. Для предупреждения потери абсорбента за счет механического уноса с паровоздушной смесью при ее высоких линейных скоростях служит абсорбер 3 с циркулирующей водой, диспергированной центробежными распыливаю-щими форсунками 7. Колонна 3 имеет большее

сечение, чем верхняя часть колонны 1, а плотность орошения больше, чем в колонне /, что обеспечивает захват и улавливание водой абсорбента (керосина), уносимого с нижней колонны /, и исключает механический унос воды паровоздушным потоком в колонне 3. Захваченный водой абсорбент накапливается в емкостях 12 и отводится через стеклянные фонари 15 с вентилями в емкости 8 абсорбента колонны 1. Системы циркулирующих абсорбентов колонн 1 и 3 снабжены двумя емкостями 8 и 12, одна из которых работающая, а вторая — резервная. Для повышения абсорбционной способности абсорбенты охлаждаются в холодильниках 10 я 14. После достижения концентрации абсорбента, близкой к равновесной, работающая емкость 8 переключается на резервную, отключаясь от циркулирующей системы. Насосом И абсорбент из резервной емкости 8 подается через подогреватель 17 в ректификационную колонну 16, в которой происходит разделение абсорбента с растворенным в нем бензином на бензин и растворитель (керосин). При этом бензин, сконденсированный и охлажденный в конденсаторе-холодиль-нике 20 из сборника 21 насосом 22 откачивается как утилизированный продукт по назначению, а регенерированный абсорбент из кипятильника 18 насосом 23 через холодильник 24 подается в резервную емкость 8 циркулирующего абсорбента колонны 1.

ВЫВОДЫ

Предложенная установка, снабженная новой конструкцией абсорбера, обеспечивает высокую эффективность и низкое гидравлическое сопротивление, что не требует установки дополнительных вентиляторов для отвода паровоздушной смеси. Для регенерации абсорбента и утилизации бензина рекомендуется новая конструкция насадочной колонны, обеспечивающая повышение эффективности и увеличение производительности по сравнению с промышленными установками.

ЛИТЕРАТУРА

1. Масли ко в В.А. Технологическое оборудование производства растительных масел. — М.: Пищевая пром-сть, 1974. — С. 410.

Кошевой Е.П. Оборудование для производства растительных масел. — М.: Агропромиздат, 1991. — С. 188. Слободяник И.П., "Горбина Н.Н., Селезнева Е.А. Интенсификация массообмена в насадочных колоннах / Тез. докл. VI Всесоюз. конф. по теории и практике ректификации. — Северодонецк, 1991. — С. 161.

Кафаров В.В. Основы массопередачи. — М.: Высшая школа, 1979. — С. 295.

Заявка № 5045448/26 от 02.06.92. М.кл. ВОЩ 47/12. Установка для санитарной очистки газовых промышленных выбросов / И,П. Слободяник. Решение о выдаче патента

03.02.94.

6. Заявка № 5045303/33 от 02.06.92. М.кл.5 ¥' 23 I 15/00. Установка для санитарной очистки газовых промышленных выбросов / И.П. Слободяник. Решение о выдаче патента

10.03.94.

7. Заявка № 92002657/26 от 29.10.92. М. кл.° ВОЩ 53/18. Установка для санитарной очистки газовых выбросов с центробежными форсунками / И.П. Слободяник. Решение о выдаче патента 30.06.94.

Кафедра технологии и организации пищевых производств

Поступила 05.01.95

2.

5.

A.А.

B.Ф.

(срыв)

Н,ш-

Ш

32.

и