Анотація до роботи:

Пітак І.В. Закономірності процесу очищення газоповітряних сумішей в роторному вихровому апараті. – Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.17.08. – процеси та обладнання хімічної технології. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 2008 р.

Робота присвячена виявленню основних закономірностей процесу очищення газоповітряних сумішей в роторному вихровому апараті.

Вперше вивчено закономірності руху рідкої фази в роторному вихровому апараті. Показано існування різних режимів плину рідкої фази в апараті, а також співвідношення плівкової та крапельної фаз в апараті. На основі досліджень гідродинаміки та пиловловлення визначені оптимальні режимні та конструктивні параметри роботи апарата.

Розроблено математичну модель пиловловлення, та модель руху рідкої фази і на основі цього виявлено режими роботи апарату. Отримано безрозмірний комплекс, який визначає можливість циркуляції рідкої фази в меридіональному перетині. Експериментально досліджено потоки рідкої і газової фаз. Удосконалено конструкцію апарату, розроблено інженерну методику його розрахунку.

В дисертаційній роботі вирішено науково-практичну задачу щодо вивчення досліджень закономірностей процесу очищення газових викидів у роторному вихровому апараті, інтенсифікацій роботи та удосконалення його конструкції. У процесі досліджень отримано наступні висновки:

1. Аналіз літературних джерел показав що процес очищення газоповітряних сумішей в роторних апаратах знайшов застосування в багатьох галузях промисловості.

2. Визначено закономірності руху рідкої фази в роторному вихровому апараті. Виявлено існування різних режимів, які відрізняються різним рухом рідкої фази в меридіональному перетині апарату, а також співвідношенням плівкової та краплинної фаз в апараті.

3. Розроблено математичну модель руху плівки рідкої фази за поверхнею проточної частини. Отримано безрозмірний комплекс, який визначає можливість циркуляції рідкої фази в меридіональному перетині апарату.

4. Розроблено математичну модель уловлення пилу, яка враховує специфіку роторного вихрового апарату, та особливості руху рідкої та газової фаз.

5. Область та умови застосування роторного вихрового апарату: очистка пило газових сумішей розмір найменших часток твердої фази (пилу) 2 – 10 мкм (для досягнення ефективності очищення 99,9 %); рідка фаза для зрошення – вода чи близькі по в’язкості рідини; витрата води на зрошення від 0,02 до 0,2 л/м³ повітря; об’ємна частка води в апараті від 3 до 6%, при цьому питомі енерговитрати складають не більше 1800 Дж/м³.

6. Розроблена та захищена патентом України на корисну модель 5 удосконалена конструкція роторного вихрового апарату з встановленими направляючими елементами, які забезпечують: роботу апарату в режимі інтенсивної циркуляції та розбризкуванням рідкої фази в меридіональному перетині в широкому діапазоні режимних параметрів, що є необхідним для підвищення ефективності уловлення пилу.

Розроблено методику розрахунку роторного вихрового апарату для очищення димових газів для АТ «шахта Постніковська». Результати дисертації впроваджено в навчальний процес кафедри ХТПЕ НТУ «ХПІ» при викладанні спеціальних дисциплін, курсовому та дипломному проектуванні за спеціальностями 8.070220, 8.070221 та 8.070801.

Публікації автора:

1. И.В. Питак, П.П. Хусточкин, В.Ф. Моисеев, В.П. Шапорев. Аппарат для проведения процессов абсорбции и газоочистки. // Вісник Національного технічного університету "ХПІ" – Харків: НТУ "ХПІ", 2005 – № 9, с. 3–6.

Здобувачем проведено порівняльний аналіз конструкцій роторних вихрових апаратів, обрані напрямки досліджень. Обрана найбільш доцільна конструкція для проведення процесу очищення газоповітряної суміші.

2. І.В. Пітак, О.Г. Трошин, В.Ф. Моісеєв, В.П. Шапорев. Можливості використання тороідального контактного елементу в вугільній промисловості // Вісник Національного технічного університету "ХПІ" – Харків: НТУ "ХПІ", 2006 – №10, с. 137–142.

Здобувачем запропоновано розглянути інтенсифікацію процесів абсорбції, які мають велике розповсюдження в хімічній, вугільній та інших областях промисловості. Розроблена конструкція апарату з тороідальним контактним елементом, який дозволяє значно підвищити ступінь пило очищення.

3. И.В. Питак, А.Г. Трошин, В.Ф. Моисеев. Определение эффективности очистки газовоздушного потока в роторном массообменном аппарате // Східно-Європейський журнал передових технологій – Харків: Технологічний центр, 2007, № 5/4 (29) – с. 9–12.

Здобувачем здійсненні дослідження, щодо визначення основних закономірностей процесу очистки у роторному вихровому апараті. Наведена лабораторна установка для проведення лабораторних випробувань. Отримана графічна залежність ефективності очистки повітря від кількості рідини, яка подається до апарату.

4. И.В. Питак, А.Г. Трошин, А.В. Сурков, В.Ф. Моисеев. Гидравлическая характеристика роторного массообменного апарата // Вісник Національного технічного університету ХПІ" – Харків: НТУ "ХПІ", 2007 – № 32, с.93–100.

Здобувачем запропоновано роторний вихровий апарат, який дозволяє значно підвищити ступінь абсорбції або пило очистки. Наведена гідравлічна характеристика роторного вихрового апарату і представлена візуалізація потоку.

5. Трошин А.Г., Питак И.В. О режимах движения жидкой фазы в роторном вихревом массообменном аппарате //"Інтегровані технології та енергозбереження" – Харків: НТУ "ХПІ", 2007 – № 4, с.31–37.

Здобувачем проведено дослідження гідродинаміки внутрішніх потоків рідкої та газової фази у роторному вихровому апараті. Показана можливість існування різних режимів руху рідкої фазі.

6. Позитивне рішення про видачу деклараційного патенту України від 15 листопада 2007 р. № 28863/1. Стосується заявки № u200708025.

7. Богинская И.В., Орехова Е.Н. Угольная промышленность – положительные и отрицательные реакторы // Тез. докл. Межнародного студенческого форума. - Белгород: ГТУ им. В.Г. Шухова. 2004. – ч. 4, – с. 144.

Здобувачем вивчено позитивні й негативні фактори вугільної промисловості.

8. Богинская И.В., Комаристая Б.Н., Орехова Е.Н., Сиренко В.И. Экологические проблемы угледобывающей промышленности (на примере ГОАО ш. "Постниковская" ГП "Шахтерскантрацит") // Тез. доп. Міжнародної науково-технічної конференції студентів і аспірантів «Хімія і сучасні технології». - Дніпропетровськ, 2004. с. 11-12.

Здобувачем представлені екологічні проблеми вугільної промисловості, а саме проблема пилегазових відходів.

9. Богінська І.В., Сіренко В.І., Пітак О.Я. Дослідження процесу видобутку вугілля і використання відходів вугільної промисловості в будівництві та кераміці // Матеріали Міжнародної конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних екологічних проблем”. - Чернівці: "Зелена Буковина". 2004. – с. 144-148.

Здобувачем розглянуто процес видобутку вугілля, виявлено кількість відходів, які утворюються в цьому виробництві

10. Питак И.В., Моисеев В.Ф. Очистка газовоздушной смеси механическим аппаратом непрерывного действия // Тез. доп. Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів «Сучасні проблеми хімії».- Київ, 2005. с. 44.

Здобувачем запропоновано використовувати роторний вихровий апарат для очищення газоповітряної суміші.

11. Питак И.В., Моисеев В.Ф. Очистка газовоздушного потока с помощью тороидального контактного елемента // Тез. доп. Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів «Охорона навколишнього середовища». - Донецьк, 2005. с. 55 – 57.

Здобувачем запропоновано проводити очищення підходящих димових газів в тороідальному контактному елементі.

12. Пітак І.В., Моісеєв В.Ф., Калінін А.С. Конструктивна характеристика тороідального контактного елементу // Матеріали Міжнародної конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних екологічних проблем”. -Чернівці: "Зелена Буковина". 2005. – с. 263-268.

Здобувачем розглянуто інтенсифікацію процесів масообміну і пило очистки в роторному вихровому апараті.

13. Пітак І.В., Моісеєв В.Ф., Трошин О.Г. Можливості використання тороідального апарату в вугільній промисловості // Матеріали Міжнародної конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних екологічних проблем”. - Чернівці: "Зелена Буковина". 2006. – с. 367-372.

Здобувачем запропоновано та обґрунтовано використання тороідального апарату для очищення газоповітряних сумішей від пилу.

14. Пітак І.В., Моісеєв В.Ф., Трошин О.Г., Васильєв М.І. Гідравлічна характеристика роторного вихрового апарату для очищення пилогазової суміші // Матеріали Міжнародної конференції “Молодь у вирішенні регіональних та транскордонних екологічних проблем”. - Чернівці: "Зелена Буковина". 2007. – с. 154-158.

Здобувачем вивчено процес видобутку вугілля і використання відходів вугільної промисловості. Розглянута конструктивна характеристика роторного вихрового апарату. Наведена гідравлічна характеристика роторного вихрового апарату.