Процессы и аппараты защиты окружающей среды. Книга 2. Газоочистка. Конспект лекций
- ISBN
- 978-5-9729-2484-4
- Кол-во страниц
- 256
- Формат
- 148х210
- Переплет
- Твердый; Полноцвет
- Год
- 2025
- Вес
- 0,416
Библиографическая запись:
Семенов, В. В.
С30 Процессы и аппараты защиты окружающей среды. В 4 книгах. Книга 2. Газоочистка. Конспект лекций : учебное пособие / В. В. Семенов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. – 256 с. : ил., табл.
Рассмотрены процессы и аппараты защиты атмосферы от вредных газов с использованием абсорбции, адсорбции, каталитической конверсии и термической обработки. Приведены методы расчета аппаратов газоочистки, в том числе абсорберов, адсорберов и каталитических реакторов. Подробно изложены способы очистки отходящих газов от вредных веществ (СО, СО2, NOx, SO2 и др.) с помощью жидких и твердых поглотителей, а также представлены способы уменьшения воздействия на окружающую среду парникового эффекта, кислотного дождя и истощения озонового слоя. Предложен новый способ термической утилизации токсичных веществ с предварительным их растворением в воде. Для этой цели разработаны трёхкомпонентная форсунка и печь с двухзонным горением, новизна которых подтверждена патентами РФ. Отдельный раздел посвящен снижению уровня экологической опасности автомобиля, в том числе на этапе его проектирования. Приведены виды топлив (бензин, дизтопливо, СПГ), состав отработавших газов (сажа, СО, СnHm, NOx и др.) и способы уменьшения их образования. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Техносферная безопасность». Будет полезно студентам других направлений подготовки и преподавателям вузов при изучении дисциплин «Экология», «Безопасность жизнедеятельности», при подготовке магистров и аспирантов, а также специалистам проектных организаций.
Лекция № 1. Газоочистка 7
Источники загрязнения атмосферы вредными выбросами 7
Классификация процессов очистки газовых выбросов 8
Извлечение вредных (токсичных) газов из воздуха (абсорбция) 9
Конструкции и принцип действия абсорберов 11
Насадочные абсорберы 12
Тарельчатые абсорберы 16
Абсорбер с провальными тарелками 21
Контрольные вопросы 22
Лекция № 2. Извлечение вредных газов из воздуха (абсорбция) 23
Метод расчета абсорберов 23
Равновесие, движущая сила и кинетика абсорбции 23
Материальный баланс и уравнение рабочей линии абсорбции 26
Расчет процессов массопередачи в абсорбере 27
Расчет насадочных абсорберов 29
Контрольные вопросы 33
Приложение 2.1. Значения коэффициентов b, c для расчетаскорости газа при захлебывании 34
Приложение 2.2. Значения коэффициентов К1 – К6 34
Приложение 2.3. Значения коэффициентов в уравнении (2.30) 34
Приложение 2.4. Равновесная концентрация аммиака в системе воздух – аммиак – вода 35
Приложение 2.5. Материальный баланс колонны 35
Пример. Расчет насадочного абсорбера 35
Лекция № 3. Извлечение вредных газов из воздуха (абсорбция) 39
Расчет тарельчатого абсорбера 39
Контрольные вопросы 44
Пример. Расчет ситчатого абсорбера 45
Лекция № 4. Извлечение вредных газов из воздуха (адсорбция) 50
Адсорбционная очистка газов 50
Адсорберы периодического действия 51
Принципы расчета адсорберов 57
Адсорбционное равновесие 57
Материальный баланс адсорбции 59
Кинетические характеристики адсорбции 60
Расчет адсорберов периодического действия 61
Контрольные вопросы 63
Приложение 4.1. Характеристика и области применения активных углей 63
Приложение 4.2. Характеристики силикагелей 64
Приложение 4.3. Константы для уравнения Дубинина 64
Приложение 4.4. Коэффициенты аффинности 64
Лекция № 5. Извлечение вредных газов из воздуха (адсорбция) 66
Порядок выполнения расчета адсорберов периодического действия 66
Контрольные вопросы 71
Приложение 5.1. Равновесные данные по адсорбции паров бензола из их смеси с воздухом на активных углях марки АР-А 71
Приложение 5.2. Физико-химические свойства веществ 71
Приложение 5.3. Результаты расчета равновесных данных 72
Приложение 5.4. Коэффициент диффузии газов и паров в воздухе (при нормальных условиях) 72
Приложение 5.5. Зависимость коэффициента b от значений С ̅⁄С ̅_0 73
Пример. Расчет адсорбера периодического действия 73
Лекция № 6. Очистка газов от вредных веществ с помощью абсорбентов (жидких поглотителей) 78
Опасные загрязнители атмосферы 78
Парниковый эффект 78
Кислотный дождь 80
Озоновый слой 81
Ликвидация последствий загрязнения атмосферы 84
Очистка газов от диоксида серы 85
Контрольные вопросы 98
Лекция № 7. Очистка отходящих газов от вредных веществ с помощью абсорбентов (жидких поглотителей) 99
Очистка отходящих газов от оксидов азота 99
Метод одновременной очистки газов oт диоксида серы и оксидов азота 102
Очистка отходящих газов от галогенов и их соединений 103
Очистка отходящих газов от оксида углерода 108
Контрольные вопросы 110
Лекция № 8. Очистка газов от вредных веществ с помощью адсорбентов (твердых поглотителей) 112
Адсорбция паров летучих растворителей 113
Очистка газов от оксидов азота 116
Очистка газов от диоксида серы 117
Очистка газов от галогенов и их соединений 119
Очистка газов от сероводорода и сераорганических соединений 121
Очистка газов от паров ртути 125
Контрольные вопросы 127
Лекция № 9. Каталитическая очистка газов и аппараты 128
Общие сведения 128
Суть метода каталитической очистки газов 128
Катализаторы для очистки газов 129
Каталитическая очистка газов от оксидов азота 133
Каталитическая очистка газов от диоксида серы 137
Каталитическая очистка газов от органических веществ 138
Каталитическая очистка газов от оксида углерода 139
Контрольные вопросы 140
Пример. Расчет основных размеров каталитического реактора 141
Лекция № 10. Термическая утилизация токсичных веществ 145
Высокотемпературное обезвреживание газов 145
Установки термообезвреживания газовых выбросов 146
Принцип расчета установок термообезвреживания 154
Термическая нейтрализация токсичных веществ 156
Термическое обезвреживание токсичных веществ 158
Расчет характеристик шнековой форсунки 163
Контрольные вопросы 167
Лекция № 11. Экологическая безопасность автотранспорта. Автотранспорт в структуре загрязнения окружающей среды 168
Двигатели внутреннего сгорания 170
Принцип работы бензинового двигателя 176
Принцип работы двухтактного двигателя 178
Дизельный двигатель 178
Классификация двигателей внутреннего сгорания 180
Контрольные вопросы 182
Лекция № 12. Экологическая безопасность автотранспорта. Виды топлив автомобильного транспорта 183
Бензин 183
Дизельное топливо 185
Газообразное топливо 187
Сжиженные газы 188
Сжатые природные газы 189
Альтернативные виды топлив 190
Газоконденсатные топлива 195
Синтетическое топливо 196
Контрольные вопросы 197
Лекция № 13. Экологическая безопасность автотранспорта. Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания 198
Образование продуктов неполного сгорания топлива 201
Окислы азота 204
Автомобиль – источник загрязнения окружающей среды 205
Контрольные вопросы 212
Лекция № 14. Экологическая безопасность автотранспорта. Способы уменьшения образования вредных веществ в отработавших газах автомобилей 213
Причины появления и снижение продуктов неполного сгорания 213
Причины появления и снижение окислов азота 214
Сгорание топлива с недостатком кислорода в зоне горения 215
Применение на автомобилях дизельных двигателей 216
Воздействие изменением на автомобилях состава смеси 216
Угол опережения зажигания 217
Применение на автомобилях углов перекрытия клапанов 219
Применение на автомобилях различных степеней сжатия 220
Воздействие изменением состава смеси дизеля 221
Воздействие изменением угла опережения впрыскивания топлива 222
Воздействие изменением качества смесеобразования 223
Воздействие применением предварительного смесеобразования 224
Подогрев впускного коллектора 224
Применение распределенного впрыска топлива 226
Воздействие путем послойного смесеобразования 226
Непосредственный впрыск топлива 227
Принцип действия системы GDI 228
Контрольные вопросы 229
Лекция № 15. Экологическая безопасность автотранспорта. Снижение уровня экологической опасности автомобиля 231
Повышение экологической безопасности автомобиля на этапе его проектирования 240
Контрольные вопросы 246
Лекция № 16. Вопросы для тестовых заданий по теме «Газоочистка» 247
Список использованных источников 254
