Метою роботи є обґрунтування та розроблення науково-методологічних засад підвищення рівня екологічної безпеки атмосферного повітря шляхом застосування високоефективного газоочисного обладнання. Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі завдання: - провести оцінку стану екологічної безпеки при забрудненні атмосферного повітря викидами промислових підприємств та обґрунтувати необхідність застосування високоефективного газоочисного обладнання для зменшення техногенного навантаження на довкілля; - з метою підвищення рівня екологічної безпеки населених пунктів та прогнозування забруднення атмосферного повітря провести математичне моделювання розповсюдження викидів промислових підприємств в умовах міської забудови; - провести системний аналіз факторів впливу на стан екологічної безпеки при забрудненні атмосферного повітря та методів оптимізації пилогазоочисних процесів; - розробити методологію вибору пилогазоочисного обладнання та здійснити на її основі вибір високоефективних газоочисних апаратів, які дозволять проводити комплексне очищення відхідних газів промислових підприємств та забезпечують стійку роботу систем газоочищення; - обґрунтувати принципи вибору абсорбентів для хемосорбційного очищення викидних газів промислових виробництв з урахуванням вимог екологічної безпеки; - провести теоретичні та експериментальні дослідження гідродинаміки, масообміну та пиловловлення у вибраних високоефективних газоочисних апаратах та визначити оптимальні режимні параметри проведення процесу газоочищення; - провести випробування розроблених схем очищення та досліджуваних апаратів на дослідно-промислових установках і перевірку визначених параметрів проведення процесу газоочищення в умовах комплексного забруднення відхідних газів. Зміст Стор. Перелік умовних позначень, символів, одиниць, 6 скорочень ВСТУП 8 1 РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ 19 1.1 Техногенне забруднення довкілля як фактор екологічної небезпеки 20 1.2 Забруднення атмосферного повітря та стан екологічної безпеки в містах та промислових центрах 30 1.3 Аналіз систем газоочищення промислових підприємств 43 1.3.1 Методи інтенсифікації процесів газоочищення 48 1.3.2 Закономірності процесів газоочищення в апаратах з інтенсивним гідродинамічним режимом 53 1.3.2.1 Пиловловлення в апаратах з інтенсивним гідродинамічним режимом 59 1.4 Мета і завдання дослідження 67 2 РОЗДІЛ 2. ОБ'ЄКТИ TA МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 69 2.1 Підвищення рівня екологічної безпеки при техногенному навантаженні на довкілля від забруднення атмосферного повітря викидами промислових підприємств 69 2.2 Загальна методика проведення досліджень 81 2.2.1 Експериментальні установки для дослідження високоефективних конструкцій газоочисного обладнання 82 2.2.1.1 Експериментальна установка для дослідження апарату з провальними тарілками великих отворів 82 2.2.1.2 Експериментальна установка для дослідження апарату з регулярною рухомою насадкою 84 2.2.2 Методика дослідження гідродинамічних характеристик апаратів 86 2.2.3 Методика дослідження масообміну в рідкій фазі 87 2.2.4 Методика дослідження масообміну в газовій фазі 89 2.2.5 Методика дослідження пилоочищення 90 Висновки до розділу 2 91 3 РОЗДІЛ 3. ПРОГНОЗУВАННЯ ВПЛИВУ ГАЗО ПИЛОВИХ ВИКИДІВ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ НА СТАН ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ 93 МІСТ 3.1 Моделювання розсіювання шкідливих речовин з урахуванням міської забудови 95 3.2 Математична модель розсіювання дрібнодисперсного пилу в атмосферному повітрі 101 Висновки до розділу З HO 4 РОЗДІЛ 4. ТЕ0РЕХИЧНІ ТА МЕТОДОЛОГІЧНІ ПРИНЦИПИ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ПРОЦЕСІВ ГАЗООЧИЩЕННЯ П2 4.1 Оптимізація пилогазоочисних процесів з метою 114 підвищення рівня екологічної безпеки 4.2 Методологія вибору та дослідження пилогазоочисного 135 обладнання 4.2.1 Формулювання завдань 147 4.2.2 Прийняття рішень 153 Висновки до розділу 4 156 5 РОЗДІЛ 5. ТЕОРЕТИЧНІ TA ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ 158 ДОСЛІДЖЕННЯ ВИСОКОІНТЕНСИВНОГО ГАЗООЧИСНОГО ОБЛАДНАННЯ 5.1 Дослідження гідродинамічних характеристик апаратів 158 5.1.1 Гідродинаміка апаратів з провальними тарілкам великих 15 8 отворів 5.1.2 Гідродинаміка апаратів з регулярною рухомою насадкою 173 5.1.2.1 Розрахунок гідравлічного опору апаратів з регулярною 174 рухомою насадкою 5.1.2.2 Визначення діаметру крапель в робочій зоні апарату з 177 регулярною рухомою насадкою 5.2 Дослідження процесів абсорбції у високоінтенсивних 184 апаратах 5.2.1 Дослідження процесів абсорбції в рідкій фазі 184 5.2.1.1 Визначення коефіцієнту масовіддачі при хемосорбції 184 відхідних газів 5.2.1.2 Визначення коефіцієнта масовіддачі в краплі рідини 188 5.2.1.3 Експериментальні дослідження масовіддачі в рідкій фазі 193 5.2.3 Визначення коефіцієнта масовіддачі у газовій фазі 197 5.2.3.1 Експериментальні дослідження масовіддачі в газовій фазі 199 5.3 Дослідження пиловловлення у високоінтенсивних 204 апаратах 5.3.1 Дослідження пиловловлення в апаратах з провальними 204 тарілками великих отворів 5.3.2 Дослідження пиловловлення в апаратах з регулярною 208 рухомою насадкою 5.3.2.1 Вплив конструктивних параметрів на ефективність 209 пиловловлення в апараті з регулярною рухомою насадкою 5.3.2.2 Вплив режимних параметрів апарата з рухомою насадкою 213 на ефективність пиловловлення 5.4 Вибір оптимальних режимних параметрів роботи 217 газоочисних апаратів Висновки до розділу 5 220 6 РОЗДІЛ 6. ПРОМИСЛОВА АПРОБАЦІЯ ВИСОКО- 223 ІНТЕНСИВНОГО ГАЗООЧИСНОГО ОБЛАДНАННЯ 6.1 Дослідно-промислове впровадження газоочисного 223 апарата на Сумській ТЕЦ 6.1.1 Характеристика існуючого газоочисного обладнання та 223 формулювання вимог підприємства - споживача 6.1.2 Розробка рішень по удосконаленню системи 225 газоочищення 6.1.3 Дослідження ефективності газопилоочищення в запро- 227 понованому апараті 6.1.4 Рекомендації з проектування й експлуатації розробленого 231 апарата 6.2 Дослідно-промислове впровадження газоочисного 236 апарата на Охтирській ТЕЦ 6.2.1 Характеристика джерел викидів та формулювання вимог 236 підприємства-споживача 6.2.2 Розробка рішень по вибору хемосорбента та 237 газоочисного обладнання 6.3 Дослідно-промислове впровадження газоочисного 240 апарата на ПАТ "Сумихімпром" 6.3.1 Характеристика існуючого газоочисного обладнання та 240 формулювання вимог підприємства-споживача 6.3.2 Розробка рішень по удосконаленню системи пило- 243 очищення виробництва титану (IV) оксиду 6.3.3 Оцінка зниження техногенного навантаження на 244 атмосферне повітря Висновки до розділу 6 248 Загальні висновки 250 Список джерел літератури 253 Додатки 289