Двухроторный массообменный аппарат
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Введение
Данная работа посвящена разработке и усовершенствованию конструкции двухроторного абсорбера, используемого для очистки воздуха от нитрозных газов. В первой главе курсового проекта изучены свойства нитрозных газов, существующие методы очистки, а также способы повышения интенсификации процесса абсорбции. Далее проведен патентный поиск и выявлены преимущества и недостатки конкурентного оборудования. Далее предлагается схема улавливания нитрозных газов и конструкция аппарата. Вторая глава посвящена экспериментальной части, а именно изучению структуры газожидкостной системы и определение площади межфазного контакта в двухроторном аппарате с помощью фотооптического метода. Затем были проведены механические расчеты основных элементов конструкций аппарата и сделаны общие выводы о проделанной работе.
В последнее время все большее значение приобретают проблемы защиты окружающей среды в связи с увеличением негативного антропогенного воздействия на нее человека. Ухудшение экологической обстановки приводит к техногенным катаклизмам различных масштабов - развитию заболеваний организмов, ухудшению качества товаров и продуктов, сокращению срока службы строений, машин, приборов вследствие коррозии и др.
Металлургическая промышленность вносит значительный вклад в регресс экоразвития нашей страны. Наиболее серьезной экологической проблемой отрасли являются выбросы отходящих газов, содержащие токсичные вещества, в том числе и оксиды азота.
Предельно-допустимое среднесуточное содержание оксидов азота в пересчете на N2O5 в атмосферном воздухе населенных мест не должно превышать 0,1 мг/м3 при одновременном соблюдении требования о разовом максимальном содержании оксидов азота не более 0,3 мг/м3.
Целью данной работы является разработка и внедрение эффективного оборудования по очистке нитрозных газов.
1. Аналитический обзор
1.1 Свойства нитрозных газов
Оксиды азота являются одним из основных загрязнителей атмосферы, и поэтому ликвидация выброса их является актуальной задачей.
Оксиды азота (I), (II), (III), (IV) при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, оксид азота (V) - в твердом. Все оксиды, за исключением NO2, бесцветны, молекулы N02 окрашены в коричнево-красный цвет.
Оксид азота (I) N2O - единственный оксид азота, который не оказывает вредного воздействия на организм. Имеет приятный запах, сладковатый вкус, является анестезирующим средством. При высокой температуре проявляет окислительные свойства. Смеси оксида азота (I) с водородом, аммиаком и оксидом углерода (II) взрывоопасны.
Оксид азота NО обладает парамагнитными свойствами из-за нечетного числа внешних электронов. Образуется при каталитическом окислении аммиака и является промежуточным соединением в технологии азотной кислоты. На воздухе окисляется до NO2.
Оксид азота (IV) существует в виде коричнево-красного соединения и его бесцветного димера-тетроксида диазота N2O4. В твердом и жидком состоянии находится преимущественно в виде N2O4. Жидкий тетроксид окрашен примесью NO2 (0,03 - 0 ,13%) в красно-бурый цвет.
Оксид азота (III) выделен индивидуально только в твердом состоянии в виде кристаллов голубого или бледно-синего цвета. В жидком виде оксид азота (III) диссоциирует в значительной степени на NО и N2О4, образуя смесь оксидов интенсивно синего цвета. Над растворами N2О3 в газовой фазе в состоянии равновесия содержится преимущественно NО.
Оксид азота (V) N2O5 - при обычной температуре неустойчивые расплывающиеся на воздухе бесцветные кристаллы. В технологии азотной кислоты N2O5 не образуется.
1.2 Способы очистки нитрозных газов
Существующие методы очистки подразделяются на три группы:
поглощение оксидов азота жидкими сорбентами;
поглощение оксидов азота твердыми сорбентами;
восстановление оксидов азота до элементарного азота на катализаторе.
Наиболее распространенным методом является очистка газов от оксидов азота путем поглощения их растворами Na2CO3 и Ca(OH)2, сравнительно реже NaOH и KOH.
Метод щелочной очистки требует больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов, но главный его недостаток в том, что степень абсорбции оксидов азота не превышает 60-75% и, таким образом, этот метод не обеспечивает санитарной нормы очистки газов.
Полученные в процессе очистки щелока нуждаются в дальнейшей многостадийной переработке для получения из низ твердых солей. Метод поглощения оксидов азота твердыми сорбентами - силикагелем, алюмогелем, активированным углем и другими твердыми поглотителями - не нашел промышленного применения из-за сложности, малой надежности и дороговизны.
Метод каталитического восстановления оксидов азота начал применяться только в последние годы и пока является:
большие капитальные затраты;
громоздкость оборудования, изготовляемого из дефицитной нержавеющей стали;
необходимость применения дорогостоящего катализатора;
большие потери катализатора при регенерации;
значительные расходы газов восстановителей (H2, CH4 или CO).
Для полного поглощения оксидов азота из газовых смесей необходимо предварительное окисление NO до NO2 не менее чем на 50-55%. Разработаны конструкции абсорбционных аппаратов, работающих при высоко турбулентном режиме, - это механические ротационные аппараты горизонтального и вертикального типов и полые распылительные абсорберы.
Поглощение оксидов азота жидкими сорбен?/p>