Філенко О. М. Закономірності гідродинамічних та масообмінних процесів очищення газових викидів содового виробництва у апараті з комбінованими контактними пристроями

Об'єкт дослідження: процеси гідродинаміки та масопередачі на комбінованому контактному пристрої (ККП) в колонному апараті. Мета дослідження: встановлення гідродинамічних та кінетичних закономірностей, що протікають на провальних тарілках із застосуванням регулярних насадок, та створення перспективного, надійного високоефективного енерго- і ресурсозберігаючого обладнання. Методи дослідження: При виконанні дисертаційної роботи залучали сучасні фізичні та фізико-хімічні методи аналізу. Фізичний експеримент проведено шляхом експериментальних досліджень гідродинамічних та масообмінних характеристик на лабораторній моделі з ККП. В процесі експериментальних досліджень використовувалися методи візуального спостереження поведінки газорідинної системи всередині ККП, визначення гідродинамічних характеристик газу та рідини методами інструментальних вимірювань, методи фізико-хімічного аналізу для якісного і кількісного складу сумішей. Графічна інтерпретація та статистична обробка результатів досліджень проводилася із застосуванням методів математичної статистики із застосуванням програмного пакету Statistica. Теоретичні та практичні результати: Для хімічної промисловості обґрунтовано рекомендації щодо удосконалення конструкції колонних апаратів з використанням нових комбінованих пристроїв. Наукова новизна: вперше встановлено закономірності гідродинамічних та масообмінних процесів абсорбції аміаку та двоокису вуглецю в колонному апараті з використанням ККП для поглинання газових викидів содового виробництва; вперше виявлено існування зон газорідинної системи: рушення газових потоків, формування турбулізації в насадці при скручуванні і завихренні газорідинного шару, однорідної високотурбулізованої піни, бризків в ККП; отримано функціональні залежності висоти пінного шару, гідродинамічного опору контактної ступені, коефіцієнта масовіддачі для розрахунку основних робочих параметрів досліджуваної конструкції колонного апарату з ККП; на основі отриманих емпіричних залежностей запропоновано науково обгрунтовану методику розрахунку колонного апарату із застосуванням ККП. Розроблено та захищено патентом України конструкцію колонного масообмінного апарату із використанням комбінованого контактного пристрою (№73238 C2 UA МПК (2005) В01D47/04.), що дозволяє забезпечити роботу апарату в пінному режимі при підвищенні ефективності масопередачі при порівняно незначному збільшенні гідравлічного опору. Ступінь впровадження: Результати експериментальних досліджень, що представлені у вигляді графічних залежностей, регресійних рівнянь та методики розрахунку колонного массообмінного апарата і конструкцій нових комбінованих контактних пристроїв передано для впровадження в Державному науково-дослідному та проектному інституті основної хімії "НІОХІМ", де використовуються під час проектування нового масообмінного обладнання для поглинання газових викидів содового виробництва. Результати роботи використовуються на кафедрі хімічної техніки та промислової екології НТУ "ХПІ" при викладанні спеціальних дисциплін, у курсовому та дипломному проектуванні за спеціальністю 6.070220 - "Обладнання хімічних виробництв та підприємств будівельних матеріалів", 6.070221 - "Обладнання переробних та харчових виробництв".