Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

05.23.03. - вентиляція, освітлення та теплогазопостачання

ГАЗОДИНАМІЧНА УСТАНОВКА УТИЛІЗАЦІЇ ГАЗОВИХ ВИКИДІВ ВУЗЛА ОДОРИЗАЦІЇ ГАЗУ

Холодков Віктор Володимирович

Харків-2004

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

газодинамічний утилізація скидний одорант

Актуальність теми. Газорозподільні станції (ГРС) є складовою частиною газотранспортної системи України. Одна з функцій ГРС це одоризація природного газу, яка здійснюється одоризаційними установками. У процесі їх експлуатації утворюються газові викиди, а саме при заповненні одорантом місткостей одоранту та їх ремонті, відбувається скидання природного газу та пари одоранту (скидний газ) в навколишнє середовище. З метою запобігання потраплянню в навколишнє середовище пари одоранту застосовуються різні типи установок дезодоризації, нейтралізації та утилізації скидного газу. Одним з основних недоліків таких установок є неповна утилізація скидного газу. В результаті цього природний газ та пара одоранту потрапляють у навколишнє середовище, що призводить до негативних наслідків для екологічної безпеки району розташування ГРС та умов праці обслуговуючого персоналу станції. Це зумовлює актуальність та важливість проведення досліджень у напрямку розробки нової та ефективної установки утилізації скидного газу вузла одоризації газу ГРС.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана згідно з планами Харківського УМГ ДП “Харківтрансгаз” на виконання Закону України “Про енергозбереження” та Комплексної державної програми енергозбереження України.

Мета і завдання дослідження.

Мета дисертаційної роботи наукове обґрунтування, розробка й упровадження газодинамічної установки утилізації скидного газу вузла одоризації газу шляхом змішування скидного газу вище норми насиченого парою одоранту з газом, що надходить у газовикористовувальні установки ГРС (далі установка утилізації скидного газу шляхом змішування газів). Застосування установки утилізації такого типу виключить потрапляння природного газу та пари одоранту в навколишнє середовище та забезпечить одоризацію газу, що надходить у газовикористовувальні установки.

Завдання дослідження:

- науково-технічне обґрунтування методики розрахунку установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів, у т.ч. розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткостях одоранту;

- створення експериментальної установки; проведення експериментальних досліджень із метою перевірки запропонованих розрахунків та методики; вивчення впливу температури і тиску скидного газу, а також витрати газу, що надходить на газовикористовувальні установки, на концентрацію одоранту в змішаному газі;

- теоретичне обґрунтування застосування турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу.

Об'єкт дослідження процес експлуатації одоризаційних установок ГРС.

Предметом дослідження є вплив тиску і температури скидного газу, а також витрати газу, що надходить на газовикористовувальні установки, на концентрацію одоранту в змішаному газі в процесі утилізації пари одоранту шляхом змішування газів.

Методи дослідження. Дослідження виконані на лабораторних установках та в промислових умовах. Вивчення впливу тиску і температури скидного газу, а також витрати газу, що надходить на газовикористовувальні установки, на концентрацію одоранту в змішаному газі, перевірка відповідності запропонованого теоретичного розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткостях одоранту практичним вимірам виконувались за допомогою фотоколориметричного методу.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Обґрунтовано можливість утилізації скидного газу шляхом змішування скидного газу та газу, що надходить на газовикористовувальні установки, за допомогою турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу.

2. Розроблено принципово нову схему утилізації скидного газу вузла одоризації газу шляхом змішування скидного газу та газу, що надходить на газовикористовувальні установки, за допомогою турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу.

3. Удосконалено методику розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткостях одоранту, яка дозволяє отримати більш точні результати.

4. Запропоновано метод розрахунку турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу для установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів.

Практичне значення одержаних результатів.

Створено нову конструкцію установки утилізації скидного газу вузла одоризації газу, на яку одержано два деклараційних патенти.

Знайдено залежності концентрації одоранту в змішаному газі від тиску і температури скидного газу, а також від витрати газу, що надходить на газовикористовувальні установки.

Розроблено рекомендації для проектування установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів за допомогою турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу.

Особистий внесок здобувача.

Виконано теоретичний аналіз загальних способів та установок дезодоризації (утилізації) природного газу, насиченого меркаптанами.

Науково обґрунтовано та розроблено проект, здійснено монтаж експериментальної установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів.

Виконано експериментальні дослідження на конструкції установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів.

Виконано теоретичне дослідження методик розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткостях одоранту та удосконалено методику розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткостях одоранту.

Апробація результатів дисертації. Основні результати та головні положення дисертаційної роботи доповідалися автором на: 54, 55, 56 науково-технічних конференціях Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури (Харків, 1999, 2000, 2001 рр.), Першій конференції молодих учених та спеціалістів Компанії “Укртрансгаз” (Моршин-1, Львівська обл., 1999 р.) та VIII науково-технічній конференції “Екологія та здоров'я людини. Охорона водного та повітряного басейнів. Утилізація відходів” (Щолкіне, АР Крим, 2000 р.).

Публікації. За результатами роботи опубліковано 2 статті в збірниках наукових праць, 1 стаття в матеріалах конференції, одержано 2 деклараційних патенти України на установку утилізації скидного газу шляхом змішування газів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел із 125 найменувань і двох додатків. Повний обсяг дисертації 160 сторінок, із них 131 сторінка основного тексту, 25 таблиць та 32 малюнки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету та задачі дисертаційного дослідження, наукову новизну і практичну цінність.

У першому розділі дисертації подано аналіз стану вирішення питань розробки, досліджень, способів та установок дезодоризації (утилізації) газових викидів (природного газу, який насичений парою одоранту - етилмеркаптану) вузла одоризації газу ГРС. З'ясовано їх переваги та недоліки. Приділено увагу барботажній установці дезодоризації скидного газу як такій, що експлуатується на цей час. Відзначено простоту конструкції та її експлуатації, низьку вартість. Вказано на її суттєві недоліки, пов'язані з викидом природного газу в навколишнє середовище, неселективністю абсорбенту по відношенню до меркаптанів, карбонізацією розчину лугу, складністю маніпулювання з нейтралізуючим розчином (придбання, зберігання, заміна, утилізація). Особливо детально розглянуто установку утилізації скидного газу шляхом його спалювання, перевагами якої також є простота конструкції, експлуатації та низька вартість. Указано й на недоліки установки, серед яких: викиди в навколишнє середовище оксиду сірки, який утворюється при спалюванні природного газу, більше норми насиченого парою одоранту, та невикористання пари одоранту для можливої одоризації газу. Показано, що найбільш ефективними установками утилізації газових викидів є установки, за допомогою яких газові викиди спалюються в газовикористовувальних установках ГРС.

В удосконалення установок дезодоризації (утилізації) газових викидів значний внесок зробили відомі вчені та інженери: Наумейко А.В., Мельник В.І., Шахнутдінов Р.М., Потапов В.Ф., Бернадінер М.Н., Шуригін О.П. та інші. Але існуючі установки дезодоризації (утилізації) газових викидів не дозволяють максимально утилізувати природний газ, насичений парою одоранту, та повністю ліквідувати вплив шкідливих речовин на навколишнє середовище й обслуговуючий персонал.

Перспективним напрямком є розробка установки, яка поряд із можливістю повністю ліквідувати вплив шкідливих речовин на навколишнє середовище та обслуговуючий персонал здатна здійснювати одоризацію газу, що надходить на газовикористовувальні установки.

У другому розділі викладено результати вивчення та розрахунків роботи одоризаційних установок ГРС щодо кількості й періодичності газових викидів із них. Установлено, що з однієї ГРС із середньодобовими витратами газу більше 3 млн. м³, одоранту більше 50 кг при тиску 0,6 МПа з об'ємом місткостей одоранту більше 5 м³ викиди природного газу складають більше 600 м³ за опалювальний період.

На основі аналізу принципів роботи діючих на цей час установок утилізації газових викидів обґрунтовано напрямок подальших досліджень, спрямованих на запобігання скидання газу в навколишнє середовище, використання пари одоранту та вибір ефективних та економічно вигідних технологій утилізації газових викидів у залежності від наявності та кількості вищевикладених параметрів.

На основі попереднього аналізу сформульовано робочу гіпотезу: підвищення ефективності роботи установки утилізації скидного газу шляхом спалювання може бути досягнуто зміною конструкції установки, а саме з'єднанням безпосередньо після шафового регуляторного пункту (ШРП) газопроводу скидного газу з газопроводом, яким подається газ на газовикористовувальні установки ГРС. Таким чином за рахунок змішування скидний газ буде утилізуватися, тиск у місткостях одоранту буде знижуватися, а газ, що надходить на газовикористовувальні установки, одоризуватися.

Запропоновано установку утилізації скидного газу шляхом змішування газу, що надходить на газовикористовувальні установки, зі скидним газом, який редукується до розрахункового тиску, що незначно перевищує тиск газу на газовикористовувальних установках.

Змішування газів здійснюється в місці з'єднання скидного газопроводу та газопроводу низького тиску, яким подається газ на газовикористовувальні установки.

Також у цьому розділі представлено загальну методику дослідження, сформульовано задачі дослідження, окреслено шляхи їх вирішення, обґрунтовано подальше використання існуючих теоретичних рішень та експериментальних методик дослідження.

Установлено, що для доведення можливості застосування пари одоранту, якою насичений скидний газ, для одоризації газу, що подається на газовикористовувальні установки, потрібно визначити залежність концентрації одоранту в цьому газі від тиску, температури скидного газу та витрати газу, що надходить на газовикористовувальні установки.

У третьому розділі викладені результати теоретичного аналізу існуючих методик розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткості в порівнянні з запропонованою методикою розрахунку кількості одоранту. Визначено, що розрахунки за існуючими методиками дають таку похибку, яка неприпустима для розрахунків установки утилізації скидного газу шляхом змішування, під час роботи якої можлива одоризація газу, що надходить на газовикористовувальні установки. Це обумовлено тим, що при спалюванні природного газу, більше норми насиченого парою одоранту (етилмеркаптану), утворюються сполуки сірки небезпечної концентрації.

В існуючих методиках розрахунок кількості одоранту в місткостях проводиться за законами Дальтона, Авогадро та законом простих об'ємних відношень Гей-Люссака. Ці закони є наближеними, вони точно справджуються лише при низьких тисках. При невисоких тисках ці закони справджуються наближено, а при високих тисках спостерігаються дуже значні відхилення.

З урахуванням вищевикладеного запропоновано методику, яка, на відміну від існуючих, дозволяє з достатньою точністю виконувати розрахунки кількості пари одоранту й при високих тисках. У цій методиці пропонується для визначення кількості одоранту (в грамах) розраховувати густину пари одоранту за такими формулами (при відомому значенні об'ємної частки пари одоранту):

(1) (2) (3)

де _п - густина пари одоранту, г/см³;

_пк - густина пари одоранту при температурі кипіння, г/см³;

М - молекулярна маса;

Т_к - температура кипіння, К;

- приведена температура.

Розроблено методику розрахунку установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів. У результаті її теоретичного аналізу встановлено, що при розрахунках установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів у вихідні дані треба закладати найменший робочий тиск та найвищу робочу температуру скидного газу. За таких параметрів кількість одоранту в газовій фазі в місткостях буде максимальною.

У четвертому розділі викладено хід та результати експерименту. Метою проведення експерименту було:

- вивчення впливу тиску, температури скидного газу та витрати газу, що надходить на газовикористовувальні установки, на концентрацію одоранту в змішаному газі, а також виведення відповідної математичної залежності;

- перевірка відповідності запропонованого теоретичного розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткостях одоранту практичним вимірам.

Турбулентний змішувач не встановлювався. Змішування газів відбувалося як злиття двох потоків газу.

Експерименти були виконані в такій послідовності: досліди по визначенню залежності впливу тиску, температури скидного газу та витрати газу, що надходить на газовикористовувальні установки, на концентрацію одоранту в змішаному газі; досліди перевірки відповідності розрахункових формул для визначення кількості одоранту в газовій фазі в місткостях одоранту практичним вимірам.

Визначальним серед факторів варіювання в перших дослідах була температура скидного газу, тому що вона залежала від температури зовнішнього повітря. Витрата газу, до якого підмішувався скидний газ, регулювалася за рахунок зміни його подавання на газовикористовувальну установку. Тиск скидного газу регулювався шляхом скидання в навколишнє середовище (після попередньої нейтралізації) або збільшення тиску з боку лінії редукування. Установка утилізації скидного газу була завчасно налагоджена таким чином, що за найнесприятливіших умов концентрація одоранту в змішаному газі була не більше 0,016 г/м³. Інтервали варіювання температури, тиску та витрати газу, при яких виконувалися заміри концентрації одоранту, вибрані з міркувань оптимальних умов роботи установки утилізації скидного газу. Основні характеристики плану повного трьохфакторного експерименту наведено в табл. 1.

Таблиця 1 Основні характеристики плану експерименту

Характеристика	t, C	p, МПа	Q, м3/год
Основний рівень	0	0,3	4
Інтервал варіювання	5	0,1	1
Верхній рівень	+5	0,4	5
Нижній рівень	-5	0,2	3

У результаті проведених дослідів за допомогою методики планування повного трьохфакторного експерименту було отримано рівняння регресії, яке, після перевірки на відтворюваність дослідів (за критерієм Кохрена) та спрощення за рахунок нехтування малими чи незначними коефіцієнтами регресії (за допомогою критерію Ст'юдента), має вигляд:

Е=14,7+5,6Х₁-9,6Х₂-3,7Х₃+0,91Х₁²+4,5Х₂²-3,4Х₁Х₂+0,9Х₂Х₃, (4)

де - X₁, X₂, X₃ - кодовані змінні, які відповідають: t - температурі скидного газу, p - тиску скидного газу, Q - витраті газу, що надходить на газовикористовувальні установки.

Рівняння регресії було перевірено на адекватність за допомогою критерію Фішера.

У результаті виконаних досліджень установлено залежності концентрації одоранту в змішаному газі від тиску, температури скидного газу та витрати газу, що надходить на газовикористовувальні установки.

На основі отриманого рівняння регресії (4) встановлено, що найбільший вплив на концентрацію одоранту в змішаному газі має тиск p скидного газу. При зменшенні тиску p концентрація одоранту збільшується. Це зумовлено збільшенням об'ємної частки пари одоранту в місткостях, значення якої впливає на об'єм пари одоранту, що утилізується (спалюється) в газовикористовувальних установках.

Вплив температури скидного газу на концентрацію одоранту в змішаному газі в 1,7 рази менший за вплив тиску скидного газу на цей процес. При збільшенні температури збільшується концентрація одоранту. Це зумовлено зростанням парціального тиску насиченої пари одоранту в місткості, який впливає на збільшення об'єму пари одоранту, що утилізується (спалюється) в газовикористовувальних установках. У результаті збільшення кількості одоранту в газовій фазі в місткостях збільшується його кількість у змішаному газі.

Найменший (по відношенню до впливу тиску скидного газу - у 2,6 рази), але все ж значний, вплив на концентрацію одоранту в змішаному газі справляє витрата газу Q, що надходить на газовикористовувальні установки. При зменшенні витрати Q збільшується концентрація одоранту.

Вплив на концентрацію одоранту має ефект взаємодії двох факторів температури t і тиску p скидного газу, який у 2,8 рази менший за вплив тиску скидного газу. Для збільшення концентрації одоранту в змішаному газі температура й тиск скидного газу повинні одночасно змінюватися в різних напрямках, а саме: температура збільшуватися, а тиск зменшуватися.

Рештою взаємодій двох і трьох факторів (p і Q; t і Q; t, p, і Q), зважаючи на їх незначність, можна знехтувати.

При проведенні вищевикладеного досліду було встановлено, що при ламінарному режимі руху (число Re2000) скидного газу та газу, до якого підмішується скидний газ, буде відбуватися неякісне змішування цих газів, що має несприятливі наслідки при використанні установки утилізації скидного газу для одоризації газу. Тому цей факт зумовлює необхідність встановлення в місці з'єднання скидного газопроводу та газопроводу низького тиску, що подає газ на газовикористовувальні установки, турбулентного змішувача газу.

Експериментально була перевірена відповідність запропонованого теоретичного розрахунку кількості одоранту в газовій фазі в місткості одоранту практичним вимірам. Вимірювання виконувалися при змінах тиску скидного газу від 0,3 МПа до 0,5 МПа, а температури скидного газу від 0 С до -6 С. Об'єм місткості одоранту залишався постійним. Розбіжність між розрахунковими та експериментальними значеннями кількості одоранту в газовій фазі в місткості одоранту становила 10-15%.

Виконано порівняльну характеристику установки утилізації скидного газу шляхом змішування за допомогою турбулентного змішувача й установок утилізації газових викидів, що діють на цей час. Порівняння запропонованої установки утилізації здійснювалося з такими установками: 1. Установка утилізації скидного газу шляхом змішування (без турбулентного змішувача). 2. Установка утилізації скидного газу шляхом його спалювання. 3. Установка очищення природного газу типу “Метан”. 4. Барботажна установка дезодоризації скидного газу. 5. Установка утилізації скидного газу за допомогою газового ежектора.

Порівняння установок виконувалося за такими критеріями: 1. Викиди газу в навколишнє середовище; 2. Викиди пари одоранту в навколишнє середовище; 3. Час утилізації скидного газу; 4. Залишковий тиск у витратній місткості одоранту; 5. Вартість установки; 6. Якість змішування (для установок змішування). Значення критеріїв визначалось у відсотках (чим вони вищі, тим гірший показник).

У результаті порівняння встановлено, що установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів за більшістю критеріїв мають значну перевагу щодо діючих установок.

У п'ятому розділі виконано теоретичний аналіз основних закономірностей динаміки газових потоків у проточній частині та на виході з вихрових змішувачів.

Змішування газів здійснюється таким чином. Газ, який надходить на газовикористовувальні установки, подається в закручуючий пристрій. Газовий потік закручують для підвищення інтенсивності змішування газів. Скидний газ подається в газовий колектор та крізь два ряди отворів (перший ряд - отвори більшого діаметра, другий ряд - отвори меншого діаметра) надходить у закручений потік газу. Змішаний газ подається в газопровід і спалюється у газовикористовувальних установках. Змішувач виконано з периферійною подачею скидного газу. Такий спосіб уведення газу в закручений потік забезпечує більш якісне змішування газів.

Запропоновано методику розрахунку турбулентного змішувача. Вона ґрунтується на існуючих методиках розрахунку турбулентних змішувачів, але має деякі особливості.

Витрату скидного газу треба визначати з урахуваннями тієї умови, щоб при змішуванні скидного газу та газу, що надходить на газовикористовувальні установки, в змішаному газі утворювалася безпечна концентрація одоранту.

Після турбулентного змішувача газ подається в газопровід змішаного газу, який має довжину 10-30 м та умовний діаметр 15-25 мм. У результаті теоретичного аналізу розробленої методики встановлено, що довжина та конфігурація газопроводу впливає на значення надлишкового тиску газу, який подається до закручуючого пристрою турбулентного змішувача. При збільшенні довжини, зменшенні діаметра, ускладненні конфігурації газопроводу надлишковий тиск газу збільшується.

Установлено також, що витрата скидного газу в порівнянні з витратою газу, що надходить на газовикористовувальні установки, значно нижча. Звичайно витрата скидного газу складає не більше 1 м³/год, а витрата газу, що надходить на газовикористовувальні установки, у межах 3-40 м³/год. Тому при розрахунку діаметр тільки більших отворів в колекторі скидного газу складає десяті або соті частки міліметра. Як показують практичні дослідження, такі отвори будуть засмічуватися. Таким чином, запропоновано перераховувати діаметр більших отворів так, щоб за тієї ж загальної площі діаметри отворів були не менше 0,001 м, а їх кількість не менше трьох. Такі діаметри та кількість більших отворів забезпечують якісне змішування газів.

У схемі установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів замість регулятора тиску газу запропоновано застосування нормальної діафрагми. Діафрагма може використовуватися у випадках, коли після утилізації скидного газу значення залишкового мінімального тиску у витратній місткості одоранту буде відповідати тиску, при якому її можна заправити одорантом. Застосування діафрагми значно здешевить установку утилізації скидного газу.

Виведено формулу для визначення розрахункового мінімального тиску у витратній місткості одоранту, який залишається після утилізації скидного газу крізь діафрагму. Формула виведена шляхом спільного розв'язання рівняння для визначення діаметра діафрагми, рівняння Ю.І. Іванова для розрахунку отворів для виходу скидного газу та рівняння тиску газу в колекторі скидного газу турбулентного змішувача за умови, що глибина проникнення струменів скидного газу наближається до нуля.

Формула для визначення розрахункового мінімального тиску у витратній місткості одоранту, Па, має вигляд:

(5)

де Q_сг- витрата скидного газу, м³/с;

_сг - густина скидного газу, кг/м³;

- коефіцієнт витрати;

d_д - діаметр діафрагми, м.

Виведення цієї формули дозволяє розрахунковим шляхом визначити можливість застосування нормальної діафрагми замість регулятора тиску в установці утилізації скидного газу.

У дисертації розроблено рекомендації з проектування та експлуатації установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів за допомогою турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу. Рекомендації ґрунтуються на основних результатах теоретичних та експериментальних досліджень установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів. Рекомендації можуть бути застосовані як при переобладнанні діючих одоризаційних установок, так і під час спорудження нових.

Виконано економічну оцінку розроблених технічних рішень. Використання установок утилізації скидного газу шляхом змішування газів дозволить скоротити капітальні та експлуатаційні витрати, пов'язані з перенесенням одоризаційної установки на значні відстані від населених районів, поліпшити атмосферу поблизу житлових районів, розташованих біля ГРС, ліквідувати шкоду, яка завдається навколишньому середовищу, покращити умови праці обслуговуючого персоналу. Економія при застосуванні установки утилізації скидного газу шляхом змішування близько 330 тис. грн.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

Як показав проведений аналіз існуючих основних типів установок утилізації (дезодоризації) газових викидів вузла одоризації газу, їх використання можливе тільки за умови вдосконалення з метою повного усунення викидів шкідливих речовин у навколишнє середовище та утилізації природного газу та пари одоранту.

Запропоновано конструкцію установки утилізації скидного газу вузла одоризації газу, яка відрізняється від аналогів тим, що зниження тиску скидного газу в місткостях одоранту здійснюється шляхом змішування скидного газу та газу низького тиску, який надходить до газовикористовувальної установки ГРС, та дає змогу утилізувати скидний газ, ліквідувати вплив шкідливих речовин на навколишнє середовище та виконати одоризацію газу низького тиску. Деклараційний патент України № 31056А, F 17 D 1/02, опубл. 2000.

Якісне змішування скидного газу та газу низького тиску, який надходить на газовикористовувальні установки ГРС, досягається застосуванням турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу, що підтверджується теоретичними та експериментальними обґрунтуваннями. Деклараційний патент України № 45628А, F 17 D 1/02, опубл. 2002.

Розрахунок кількості одоранту в газовій фазі в місткості одоранту рекомендується проводити за удосконаленою методикою, яка дозволяє одержати більш точний результат. Похибка при експериментальному дослідженні становить 10-15%.

Експериментальні дослідження дозволили встановити особливості та параметри утилізації скидного газу вузла одоризації шляхом змішування газів, а саме:

5.1. Найбільший вплив на концентрацію одоранту в змішаному газі має тиск p скидного газу. При зменшенні тиску p концентрація одоранту збільшується.

5.2. Вплив температури t скидного газу на концентрацію одоранту в змішаному газі в 1,7 рази менший за вплив тиску скидного газу на цей процес. При збільшенні температури t збільшується концентрація одоранту.

5.3. Найменший (по відношенню до впливу тиску скидного газу - у 2,6 рази), але значний, вплив на концентрацію одоранту в змішаному газі справляє витрата газу Q, що надходить на газовикористовувальні установки ГРС. При зменшенні витрати Q збільшується концентрація одоранту.

5.4. Вплив на концентрацію одоранту має ефект взаємодії двох факторів температури t і тиску p скидного газу, який у 2,8 рази менший за вплив тиску скидного газу. Для збільшення концентрації одоранту в змішаному газі температура t і тиск p скидного газу повинні одночасно змінюватися в різних напрямках, а саме: температура збільшуватися, а тиск зменшуватися.

Запропоновано методику розрахунку турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу для установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів, яка враховує утворення безпечної концентрації одоранту в змішаному газі, наявність газопроводу після турбулентного змішувача, діаметри та кількість отворів для скидного газу. Показано вплив діаметра, довжини та конфігурації газопроводу змішаного газу на тиск газу перед входом у закручуючий пристрій, а також вплив витрати скидного газу на діаметр та кількість великих і малих отворів для скидного газу.

Підготовлено рекомендації з проектування та експлуатації установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів за допомогою турбулентного змішувача з багатоструминною подачею скидного газу.

Установку утилізації скидного газу шляхом змішування газів упроваджено на ГРС Харківського ЛВУМГ УМГ “Харківтрансгаз”. Експлуатація установки показала її ефективність роботи щодо усунення викидів шкідливих речовин у навколишнє середовище та утилізації природного газу та пари одоранту.

Економічний ефект від застосування установки утилізації скидного газу шляхом змішування газів близько 330 тис. грн.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Шеренков И.А., Холодков В.В. Одорант и утилизация его паров с одоризационных устройств // Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА, ХОТВАБУ. - 1998. - Вип. № 4. - С. 109-116.

2. Холодков В.В. Методика определения массы паров одоранта в одоризационной емкости // Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА, ХОТВАБУ. - 1999. - Вип. № 4. - С. 94-98.

3. Декл. пат. 31056А Україна, МКИ F 17 D 1/02. Установка утилізації скидного газу з одоризаційних пристроїв: / Шеренков І.А., Холодков В.В., Зінченко М.А., Кучеренко Ю.М. (Україна). - № 98073552; Заявл. 07.07.98; Опубл. 15.12.00, Бюл. № 7-II.

4. Декл. пат. 45628А Україна, МКИ F 17 D 1/02. Установка утилізації скидного газу з одоризаційних пристроїв: / Шеренков І.А., Холодков В.В. (Україна). - № 2001053174; Заявл. 14.05.01; Опубл. 15.04.02, Бюл. № 4.

5. Холодков В.В. Установки нейтрализации и утилизации паров одоранта с одоризационных устройств // VIII научн.-техн. конфер. “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов”. (12-16 июня 2000 г., Щелкино, АР Крым). - Харьков. - 2000. - Том 3. - С. 355-359.

Размещено на Allbest.ru