Реєстраційний номер
0825U003195, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
10-09-2025
Статус
Захищена
Назва роботи
Підвищення ефективності очистки аспіраційних викидів підвищеної температури в скруберах з дисковими розпилювачами
Здобувач
Микитенко Максим Русланович,
Керівник Любарець Олександр Петрович
Опонент Голік Юрій Степанович
Опонент Желих Василь Михайлович
Рецензент Ткаченко Тетяна Миколаївна
Рецензент Мілейковський Віктор Олександрович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Київський національний університет будівництва і архітектури
Опис
У першому розділі дисертації представлено аналіз сучасних конструкцій пиловловлювальних апаратів та обґрунтовано доцільність застосування мокрих пиловловлювачів для очищення аспіраційних викидів. Встановлено, що такі апарати мають низку переваг: вони знижують ризик займання вибухонебезпечного пилу, усувають вторинне забруднення повітря та забезпечують одночасне видалення твердих, паро- і газоподібних домішок. Разом з тим, окреслено обмеження використання мокрих пиловловлювачів на підприємствах будівельних матеріалів, пов’язані з невисокою ефективністю уловлювання дрібнодисперсного пилу, вимогами до якості зрошувальної води та необхідністю очищення стічних вод. Проведено огляд теоретичних і експериментальних підходів до опису осадження аерозолів краплями рідини. Зазначено недоліки існуючих моделей, зокрема відсутність достатньої кількості даних про вплив механічних домішок у зрошувальній рідині та відсутність адекватного математичного опису турбулентного руху в зоні взаємодії потоку з факелом розпилу, що зумовлює потребу у проведенні цілеспрямованих експериментальних досліджень. На основі проведеного аналізу сформульовано завдання дослідження, зокрема вивчення дисперсного складу крапель, впливу умов запиленості та домішок у воді на ефективність очищення, а також гідродинамічних параметрів роботи дискових пиловловлювачів.
У другому розділі проведено теоретичне обґрунтування процесів взаємодії крапель рідини з частинками пилу та розглянуто основні закономірності диспергування рідини в розпилювачах. На основі аналізу фізичних процесів осадження аерозольних частинок встановлено, що ефективність пиловловлення значною мірою залежить від дисперсності крапель, яка, у свою чергу, визначається конструкцією та режимами роботи розпилювального пристрою, властивостями рідини та вмістом механічних домішок. Одержано загальну формулу для розрахунку ефективності захоплення пилу факелом диспергованої рідини. Виявлено необхідність подальших експериментальних досліджень із використанням факторного аналізу для встановлення кількісного впливу параметрів розпилу та властивостей зрошувального середовища на ступінь очищення повітря при підвищених температурах. Результати розділу стали підґрунтям для формулювання загальної методики дослідження пиловловлення в наступних розділах та окреслення напрямів вдосконалення конструкції пиловловлюючих апаратів з дисковими розпилювачами.
У третьому розділі проведено комплексні експериментальні дослідження роботи пиловловлювача циклонного типу з дисковим розпилювачем, призначеним для диспергування зворотної води з вмістом механічних домішок. Досліджено вплив гідродинамічних параметрів, конструктивних характеристик дискового розпилювача, а також властивостей рідини на формування крапельного факела. Отримано рівняння в критеріальному вигляді для розрахунку середнього об’ємно-поверхневого діаметра крапель суспензії та водопровідної води, що дало змогу оцінити вплив механічних домішок на дисперсність. Проведені лабораторні експерименти за планом повного факторного досліду дозволили побудувати математичну модель процесу очищення та встановити оптимальні параметри функціонування апарата. Встановлено, що підвищена вологість запиленого потоку та вміст домішок у воді до 2,5 кг/м³ позитивно впливають на ступінь очищення, тоді як підвищення температури знижує ефективність процесу. Отримано залежності для визначення краплевиносу та гідравлічного опору апарата, які разом з критеріальними рівняннями для ефективності пиловловлення створюють основу для переходу до розробки промислової конструкції скрубера з дисковим розпилювачем.
У четвертому розділі представлено результати експериментального й аналітичного дослідження нового пиловловлювача циклонного типу з дисковим розпилювачем, орієнтованого на очищення аспіраційних викидів підвищеної температури. Встановлено, що введення високодиспергованої рідини в обертовий пилогазовий потік у центрі апарата забезпечує інтенсивну кінематичну коагуляцію частинок пилу та дозволяє досягти високої ефективності очищення – до 98,5% – навіть при використанні зворотної води з вмістом механічних домішок до 2,5 кг/м³. Досліджено вплив домішок на дисперсність крапель та доведено, що їх наявність сприяє зменшенню об’ємно-поверхневого діаметра крапель, підвищуючи ефективність пиловловлення. Побудовано математичну модель, яка враховує основні фактори процесу, включаючи фізичні властивості рідини, дисперсність пилу, вологість і гідродинамічні умови. Одержано критеріальні залежності для визначення гідравлічного опору апарата, що разом із розробленою методикою розрахунку стали основою для практичного застосування. Результати підтверджено промисловими випробуваннями на Київському заводі скловиробів, де було досягнуто значного економічного ефекту, а також розширено впровадження розробленої конструкції на низці інших підприємств.
Дата реєстрації
2025-07-29
Додано/оновлено в НРАТ
2025-07-29 / 2026-07-01
