Если газовый поток после очистки выбрасывается в атмосферу, то процесс называется санитарной очисткой. <...> В тех случаях, когда газовый поток после удаления примесей используется для производства других продуктов (например, аммиака, серной кислоты, синтетических каучуков) или как топливо (природный газ), то процесс называется технологической очисткой газов. <...> Приведение исходных параметров газовой смеси к значениям, которые должны быть на входе в газоанализатор, называется подготовкой газа к анализу. <...> Подготовка к анализу заключается в изменении 4 давления и температуры газовой смеси, в очистке ее от механических и агрессивных примесей, осушке и т.п. <...> Для выбора газоанализатора, подбора вспомогательных устройств и составления газовой схемы необходимо знать: 1) технологический процесс и место отбора газовой смеси (желательна схема процесса); 2) наименование определяемого компонента и предельно возможные минимальная и максимальная концентрации (в процентах по объему в мг/л или в г/м3); 3) интервал значений нормальных (рабочих) концентраций (в процентах по объему, мг/л или г/м3); 4) полный состав анализируемой газовой смеси и возможные колебания содержания компонентов (в процентах по объему в мг/л или г/м3); 5) 6) влагосодержание газовой смеси (в г/м3); или г/м3); 9) (в ат или в мм вод ст.) <...> Очистка газов от твердых частиц является одной из наиболее трудных задач при непрерывном отборе проб газа. <...> Особенно затруднена очистка влажных газов, так как при этом температура газа должна оставаться более высокой, чем температура конденсации влаги или других веществ, присутствующих в газе. <...> Фильтры-осушители могут в газовую схему газоанализатора как самостоятельные узлы или входить в состав так называемых блоков регулировки и фильтрации. <...> Химические фильтры могут включаться в газовую схему газоанализатора как самостоятельные узлы или входить в состав блоков регулировки и фильтрации. <...> В газовых схемах различных газоанализаторов <...>
Физико-химические_методы_очистки_газов.pdf
УДК 66.074
ББК 6П7.1:57 (069)
Мухутдинов, А. А.
Физико-химические методы очистки газов (лабораторный практикум)
/ А. А. Мухутдинов, С. В. Степанова, О. А. Сольяшинова. - Казань:
Изд-во КНИТУ, 2012. – 140 с.
ISBN 978-5-7882-1254-8
Рассмотрены принципы разработки и создания лабораторных
газоочистных установок, основы приготовления газовых смесей, измерения
расхода, анализа и очистки газов в лабораторных условиях и
математических методов обработки экспериментальных данных.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям
280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование
природных ресурсов» и 280200-05 «Утилизация и переработка отходов
производства и потребления».
Подготовлено на кафедре «Инженерная экология».
Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского
национального исследовательского технологического университета.
Рецензенты:
канд.
техн. наук, доцент КГАСУ
канд. физ.-мат. наук, доцент КГЭУ
ISBN 978-5-7882-1254-8
© Мухутдинов А.А., Степанова
С.В., Сольяшинова О.А., 2012
© Казанский национальный исследовательский
технологический
университет,
2012
Т.Ю. Горская
В.Е. Леонтьев
2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................ 3
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ЛАБОРАТОРНЫХ МЕТОДОВ
ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ ...................................................... 3
1.1. Блок-схема лабораторной установки для
подготовки газовой смеси и ее очистки .................................................. 4
1.2. Стабилизация потока газа ............................................................ 11
1.3. Кондиционирование газовых потоков ........................................ 13
1.3.1. Осушка и очистка газовых потоков
от взвешенных частиц ............................................................................. 13
1.3.2. Увлажнение газового потока .................................................... 17
1.4. Приготовление газовых смесей ................................................... 18
1.5. Измерение расхода газа ............................................................... 20
1.5.1. Расходомеры интегрального типа ............................................ 20
1.5.1.1. Газовые счетчики .................................................................... 21
1.5.1.2. Мыльно-пленочный расходомер ........................................... 22
1.5.2. Расходомеры мгновенного типа ............................................... 23
1.5.2.1. Ротаметры ................................................................................ 23
1.5.2.2. Реометры ................................................................................. 24
1.5.3. Систематические погрешности при измерении
расхода газов и введение поправок ........................................................ 27
1.6. Лабораторные работы .................................................................. 29
1.6.1. Определение объема мыльно-пленочного
расходомера ............................................................................................. 29
1.6.2. Определение нижнего и верхнего пределов
измерения мыльно-пленочного расходомера и
среднего значения расхода ..................................................................... 31
1.6.3. Градуировка расходомеров мгновенного действия .............. 32
1.6.3.1. Градуировка капиллярного реометра ................................... 32
1.6.3.2. Градуировка капиллярного реометра с помощью
аспиратора ................................................................................................. 34
1.6.3.3. Градуировка диафрагменного реометра ............................... 35
ГЛАВА II. АБСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ
ОЧИСТКИ ГАЗОВ ............................................................................. 38
2.1. Основные равновесные соотношения при абсорбции .............. 38
2.2. Основы массопередачи при абсорбции ...................................... 39
2.3. Экспериментальное исследование абсорбции аммиака водой 41
2.4. Лабораторные работы .................................................................. 44
2.4.1. Определение коэффициента массопередачи ........................... 44
в дисковом абсорбере .......................................................................... 44
133
Стр.133
2.4.2. Исследование гидравлического сопротивления
насадочного абсорбера ............................................................................. 48
2.4.3. Исследование поглощения аммиака водой из АВС в
насадочном абсорбере .............................................................................. 51
2.4.4. Гидродинамика и массопередача в пенном
абсорбере .................................................................................................. 54
2.5. Абсорбционно-каталитический метод окисления
диоксида серы в серный ангидрид на пиролюзите ............................. 59
ГЛАВА III. АДСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ
ОЧИСТКИ ГАЗОВ ............................................................................. 62
3.1. Равновесие адсорбции .................................................................. 62
3.1.1. Экспериментальные методы исследования
равновесия адсорбции ............................................................................. 65
3.2. Динамика адсорбции .................................................................... 66
3.3. Лабораторные работы .................................................................. 71
3.3.1. Исследование равновесия адсорбции паров
летучих растворителей ............................................................................ 72
3.3.2. Исследование динамики адсорбции паров
летучих растворителей ............................................................................. 74
ГЛАВА IV. АДСОРБЕНТЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В
ПРОМЫШЛЕННОСТИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
79
4.1 Метод определения потерь при нагревании ............................... 79
4.2 Метод определения суммарного объема пор
по воде ...................................................................................................... 80
4.3 Методы определения рН водной суспензии ............................... 82
4.3.1 Метод А ......................................................................... 82
4.3.2 Метод Б .......................................................................... 82
4.4 Определение адсорбционной активности по йоду ..................... 83
4.5 Определение прочности ................................................................ 84
4.6 Определение насыпной плотности .............................................. 86
4.7 Дисперсионный анализ частиц адсорбента ................................. 86
4.8. Определение элементного состава адсорбента .......................... 89
4.9. Получение изотерм адсорбции в системе
адсорбент – пары органических веществ ............................................. 112
ГЛАВА V. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА ............................................... 116
5.1. Моделирование эксперимента ................................................. 116
5.1.1. Построение физической модели ............................................ 116
134
Стр.134
5.1.2. Построение математической модели .................................... 117
5.1.3. Проверка адекватности выбранной модели
исследуемому объекту ........................................................................... 118
5.1.4. Построение математических моделей экспериментальностатистическими
методами .................................................................... 118
5.2. Уравнение регрессии и регрессионный анализ ....................... 121
5.3. Математическая обработка результатов
градуировки реометра ............................................................................ 124
5.3.1. Условные обозначения ............................................................ 124
5.3.2. Проведение эксперимента и предварительная
обработка экспериментальных данных ............................................... 124
5.3.3. Обработка экспериментальных данных ................................ 125
5.3.3.1.Определение дисперсии воспроизводимости ..................... 126
5.3.3.2. Определение параметров уравнения регрессии ................ 127
5.3.3.3. Регрессионный анализ уравнения ....................................... 128
Библиографический список ............................................................. 131
ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................ 136
135
Стр.135