Пример пересечение границы смежного участка пути

Схема расчетной ситуации представлена на рисунок 6.4. На горизонтальном участке i шириной b_i = 2 м находится людской поток с параметрами D_i = 0,15 м²/м², V_i = 68,2 м/мин, q_i = 10,23 м/мин. Требуется определить параметры движения людского потока q_i+1, V_i+1, D_i+1 на последующем горизонтальном участке пути i+1 шириной b_i+1 = 1,5 м.

Наглядно поток людей при эвакуации представлен на рисунке 6.4.

Рисунок 6.4 – Пересечение границы смежного участка пути

Интенсивность движения на участке i + 1 определяется по формуле 6.5:

Следовательно, движение происходит беспрепятственно.

Значению q_{i +1}= 13,3 м/мин соответствует значение плотности людского потока (таблица 6.2) D_{i +1} = 0,25 м²/м², а ему – значение скорости движения

V_{i +1} = 53,1 м/мин.

6.2.1 Основные способы очистки вредных выбросов в атмосферу от газопарообразных примесей – абсорбционные, адсорбционные, хемосорбционные, термические, каталитические

Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO₂, SO₂ и др.) по характеру протекания физико-химических процессов подразделяют на пять основных групп:

- промывка выбросов растворителями примесей (абсорбция);

- промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически (хемосорбция);

- поглощение газообразных примесей твердыми телами с ультрамикропористой структурой (адсорбция);

- термическая нейтрализация отходящих газов;

- поглощение примесей путем применения каталитического превращения.

Абсорбционный метод основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента используют воду, растворы щелочей (соды), аммиака и др. В зависимости от взаимодействия поглотителя и извлекаемого из газовой смеси компонента абсорбционные методы подразделяются на методы, базирующиеся на закономерностях физической абсорбции, и методы абсорбции, сопровождающиеся химической реакцией в жидкой фазе. Устройство, в котором осуществляют процесс абсорбции, называют абсорбером. Движущей силой здесь является градиент концентрации на границе фаз газ - жидкость. Растворенный в жидкости компонент газовоздушной смеси (абсорбат) благодаря диффузии проникает во внутренние слои абсорбента. Метод хемосорбции основан на поглощении газов и паров твердыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений. Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции, являются экзотермическими и обратимыми, поэтому при повышении температуры раствора образующееся химическое соединение разлагается с выделением исходных элементов. На этом принципе основан механизм десорбции хемосорбента. Основным видом аппаратуры для реализации процессов хемосорбции служат насадочные башни, пенные и барботажные скрубберы, распылительные аппараты типа труб Вентури и аппараты с различными механическими распылителями.

К абсорбционным методам очистки воздуха относятся:очистка газов от оксидов углерода, очистка газов от диоксида серы, абсорбция водой, известняковые и известковые методы, цинковый метод, абсорбция хемосорбентами на основе натрия, аммиачные методы, очистка отходящих газов от аммиака, очистка отходящих газов от галогенов и их соединений, очистка от сероводорода, вакуум-карбонатные методы, мышьяково-щелочные методы.

Адсорбционные и хемосорбционные методы используют для очистки газов с невысоким содержанием газообразных и парообразных примесей. В отличие от абсорбционных методов они позволяют проводить очистку газов при повышенных температурах. Целевой компонент, находящийся в подвергаемой очистке газовой фазе, называют адсорбтивом, этот же компонент в адсорбированном состоянии — адсорбатом. Различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). При физической адсорбции поглощаемые молекулы газов и паров удерживаются силами Ван-дер-Ваальса, в основе хемосорбции лежит химическое взаимодействие между адсорбатом и адсорбируемым веществом. В качестве адсорбентов используют пористые материалы с высокоразвитой внутренней поверхностью. Последние могут иметь синтетическое или природное происхождение.

К основным типам промышленных адсорбентов относятся активные угли, силикагели, алюмогели (активный оксид алюминия), цеолиты и иониты.

Активные угли характеризуются гидрофобностью (плохой сорбируемостью полярных веществ, к которым принадлежит и вода). Это свойство определяет широкое их использование в практике рекуперационной и санитарной очистки отходящих газов разнообразной влажности.

Силикагели по своей химической природе представляют собой гидратированные аморфные кремнеземы (SiO₂·nH₂O), являющиеся реакционноспособными соединениями переменного состава, превращения которых происходят по механизму поликонденсации:

nSi(OH)₄ → SinO₂n-m+(2n - m)H₂O.

Алюмогель (активный оксид алюминия А1₂О₃·nН₂О, где 0<n<0,6) получают прокаливанием различных гидроксидов алюминия. При этом в зависимости от типа исходного гидроксида, наличия в нем оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов, условий термической обработки и остаточного содержания влаги получают различные по структуре типы алюмогеля. Его промышленные сорта обычно содержат γ-А1₂О₃. Их щелевидные или бутылкообразные поры образованы первичными кристаллическими частицами размером (3 - 8)·10-9 м.

Цеолиты представляют собой алюмосиликаты, содержащие в своем составе оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, характеризующиеся регулярной структурой пор, размеры которых соизмеримы с размерами молекул, что определило и другое их название — «молекулярные сита». Общая химическая формула цеолитов:

Ме₂/nО· А1₂О₃·x SiO₂·yН₂О,

где Me — катион щелочного металла;

n — его валентность.

Поглощение вещества происходит в основном в адсорбционных полостях цеолитов, соединяющихся друг с другом входными окнами строго определенных размеров. Проникать через окна могут лишь молекулы, критический диаметр которых (диаметр по наименьшей оси молекулы) меньше диаметра входного окна.

Адсорбция паров летучих растворителей. Улавливание паров возможно любыми мелкопористыми адсорбентами: активными углями, силикагелями, алюмогелями цеолитами, пористыми стеклами и т. п. Однако активные угли являющиеся гидрофобными адсорбентами наиболее предпочтительны для решения этой задачи.

Очистка газов от оксида азота. Как абсорбционные, так и адсорбционные приемы поглощения слабоокисленных нитрозных газов малоэффективны вследствие значительной инертности NО, являющегося несолеобразующим соединением. В этой связи в ряде случаев рациональным является стремление перевода слабоокисленных компонентов нитрозных газов в оксиды более высоких степеней окисления. В промышленной практике очистки отходящих газов от оксидов азота использование адсорбентов как агентов-аккумуляторов NО_х весьма ограничено.

Хемосорбционная очистка отходящих газов от оксидов азота может быть организована на основе использования различных твердых веществ, способных вступать в химическое взаимодействие с удаляемыми компонентами.

Например, с целью улавливания NО_х из отходящих газов разработан метод адсорбции оксидов азота торфощелочными сорбентами в аппаратах кипящего слоя

Очистка газов от диоксида серы. В качестве хемосорбентов могут быть использованы известняк, доломит или известь, некоторые оксиды металлов. Наиболее перспективными среди них являются оксиды Al, Bi, Се, Со, Сr, Сu, Fe, Mn, Ni.