Дата конвертації25.03.2017
Розмір118.89 Kb.
Типне встановлено

Скачати 118.89 Kb.

Очищення газоподібних викидів від аерозолів

зміст:



Вступ................................................. ..................................... 2

Розділ 1. Класифікація пристроїв для очищення повітря від пилу ........................................ .................................................. ..... 4

Розділ 2. Види повітряних фільтрів ......................... 7

2.1. Осередкові фільтри ................................................ ............................ 7

2.2. Самоочищаються масляні фільтри ............................ 7

2.3. Рулонні фільтри ................................................ ............................... 8

2.4. Повітряні фільтри високої ефективності з матеріалами ФП 9

2.5. Електричні повітряні фільтри ..................................... 12

Розділ 3. Пиловловлювачі для очищення викидів в атмосферу 14

3.1. Загальна характеристика пиловловлювачів ........................... 14

3.2. Пилеосадочние камери ................................................ ................ 15

3.3. Інерційні пиловловлювачі ................................................ .... 16

3.4. Циклони ................................................. .................................................. .. 19

3.4.1. Загальна характеристика................................................ ........................... 19

3.4.2. Батарейні циклони (мультициклони) ............................................. .... 21

3.5. Ротаційні пиловловлювачі ................................................ .... 22

3.6. Вихрові пиловловлювачі ................................................ ............. 23

3.7. Фільтраційні пиловловлювачі ........................................... 24

3.7.1. Волокнисті фільтри ................................................ ............................. 25

3.7.2 Тканинні фільтри ............................................. ........................................ 27

3.7.3. Зернисті фільтри ................................................ ................................. 28

3.8. Апарати мокрого очищення газів .............................................. 29

3.8.1. Порожні і насадок апарати .............................................. ................ 30

3.8.2. Барботажние і пінні апарати .............................................. .......... 31

3.8.3. Апарати ударно-інерційного типу ............................................. ...... 32

3.8.4. Апарати відцентрового типу ............................................... ............. 34

3.8.5. Скрубер Вентурі ................................................ ..................................... 35

3.8.6. Електричні фільтри ................................................ .......................... 36

Додаток................................................. ............................ 38

Список використаної літератури: ......................... 45


Вступ


Велике число сучасних хіміко-технологічних процесів пов'язано з подрібненням, подрібненням і транспортуванням сипких матеріалів. При цьому неминуче частина матеріалів переходить в аерозольний стан, утворюючи пил, яка з технологічними або вентиляційними газами викидається в атмосферу.

Пилові частинки мають велику сумарну поверхню, внаслідок чого їх хімічна та біологічна активність дуже висока. Деякі речовини в аеродісперсние стані набувають нових властивостей, наприклад здатність вибухати. Частинки промислового пилу мають різні форму і розміри. Поняття розміру частки зважаючи на великий розмаїття форм умовно. У пиловловлення прийнято характеризувати розмір частки величиною, що визначає швидкість її осадження. Такий величиною служить седиментаційних діаметр (діаметр кулі, швидкість осадження і щільність якого рівні швидкості осадження і щільності порівнюєш частки). При цьому сама частка може мати довільну форму. Пилові частинки різної форми при одній і тій же масі осідають з різною швидкістю. Чим ближче їх форма до сферичної, тим швидше вони осідають. Найбільший і найменший розміри частинок характеризують діапазон дисперсності даної пилу.

В даний час відомо кілька сотень різних конструкцій апаратів для очищення газів від пилу. Незважаючи на різноманіття, всі вони є варіантами апаратурного оформлення, де використані деякі основні принципи осадження або затримання зваженої фази.

Природними рушійними силами процесу осадження пилових частинок в потоці є сили тяжіння і дифузії. Ці сили, однак, є недостатніми для мимовільної очищення газів. Хоча уловлювання найбільш великих часток іноді і здійснюють за допомогою природного осадження в гравітаційному полі, в більшості апаратів сучасної пилеочистного техніки використовують більш інтенсивне силове поле, створюване штучно.

Так, для пиловловлювання широко застосовують інерційні сили, які проявляються при зміні напрямку і швидкості пилогазового потоку, а також сили електричного тяжіння попередньо заряджених частинок до осадительному електроду.

Знаходить застосування в пиловловлювання і процес коагуляції, в результаті якого відбувається утворення укрупнених агрегатів, що складаються з декількох частинок пилу. Цей процес інтенсифікують за допомогою інерційних, електричних або термічних сил. У пилоуловлюючих пристроях основний процес осадження частинок часто супроводжується побічними небажаними процесами. Так, наприклад, вже обложені частки можуть знову захоплюватися газовим потоком, а агрегати частинок, що утворилися в процесі коагуляції, зруйнуватися і т. Д.

Для придушення вторинних процесів, що заважають пиловловлення, приймають спеціальні заходи - змочують осаджувальних поверхні, знижують швидкість газу, підвищують електропровідність частинок, вводять в газ рідина для збільшення міцності агрегатів частинок і т. П.

Щоб виділити пилоподібні частки з газів, здійснюють фільтрування газів через пористі перегородки. У цьому випадку використовують інерційний, електричний або дифузний механізм осадження частинок. Вибір механізму осадження залежить від розмірів пилових частинок, швидкості газового потоку та інших факторів.

Залежно від природи сил, що використовуються в пилоуловлюючих апаратах для відділення частинок пилу від газового потоку, їх підрозділяють на чотири основні групи пилеосадітельние камери і циклони, апаратів мокрого очищення газів, пористі фільтри, електричні фільтри.



Розділ 1. Класифікація пристроїв для очищення повітря від пилу.


Пилеуловлювальне обладнання при всьому його різноманітті може бути класифікований за рядом ознак: за призначенням, за основним способом дії, за паливною ефективністю, за конструктивними особливостями. Класифікація пиловловлюючого обладнання дана в ГОСТ 12.2.043-80. Устаткування пилеуловлювальне. Класифікація.

Обладнання, яке застосовується для очищення від пилу повітря в системах вентиляції, кондиціонування і повітряного опалення, а також для захисту від забруднення пилом повітряного середовища будівель, споруд та прилеглих до них територій, метрополітенів, підземних і відкритих гірничих виробок, підрозділяється на наступні типи:

· Обладнання, що застосовується для очищення від зважених часток пилу повітря, що подається в приміщення системами припливної вентиляції, кондиціонування і повітряного опалення - повітряні фільтри;

· Обладнання, що застосовується для очищення від пилу повітря, що викидається в атмосферу системами витяжної вентиляції - пиловловлювачі.

Пилеуловлювальне обладнання в залежності від способу відділення пилу від повітряного потоку застосовують наступних виконань: обладнання для уловлювання пилу сухим способом, при якому відділені від повітря частинки пилу осідають на суху поверхню; обладнання для уловлювання пилу мокрим способом, при якому відділення частинок від повітряного потоку здійснюється з використанням рідин.

Пилеуловлювальне обладнання за принципом дії поділяється на групи, за конструктивними особливостями - на види і діє по сухому (табл. 1) і мокрому (табл. 2) способу.

Таблиця 1.

Групи і види пиловловлюючого обладнання для уловлювання пилу сухим способом.

Група устаткування

вид обладнання

Галузь застосування



повітряних фільтрів

пиловловлювачів

гравітаційне

порожнисте

поличне

-

-

+

+

інерційний

камерне

жалюзійні

циклон

ротаційне

-

-

-

-

+

+

+

+

фільтраційне

тканинне

волокнисту

зернисте

сітчасте

губчате

-

+

-

+

+

+

-

+

-

-

Електричне

однозонне

двозонне

-

+

+

+

Примітка. Знак «+» означає застосування; знак «-» означає незастосування.


Таблиця 2.

Групи і види пиловловлюючого обладнання для уловлювання пилу мокрим способом.

Група устаткування

вид обладнання

Галузь застосування



повітряних фільтрів

пиловловлювачів

інерційний

циклон

ротаційне

Скрубберное

ударне

-

-

-

-

+

+

+

+

фільтраційне

сітчасте

пінне

+

-

-

+

Електричне

однозонне

двозонне

-

+

+

+

біологічне

біофільтр

-

+

Примітка.Знак «+» означає застосування; знак «-» означає незастосування.


Пилеуловлювальне обладнання, в якому відділення пилу від повітряного потоку здійснюється послідовно в кілька ступенів, що відрізняються за принципом дії, конструктивним особливостям і способу очищення, відносять до комбінованого пиловловлюючого обладнанню.

Класифікація пиловловлюючого обладнання згідно ГОСТ 12.2.043-80 приведена на схемі. На схемі додатково показаний вид пиловловлюючого обладнання - біофільтр, застосовуваний для очищення викидів, від ряду органічних пилу.




Розділ 2. Види повітряних фільтрів.

2.1. осередкові фільтри


Осередкові фільтри є найстарішим видом повітряних фільтрів. В даний час застосовують уніфіковані осередкові фільтри з фільтруючим шаром з різних матеріалів. Осередок фільтра являє собою роз'ємну металеву коробку. У корпус осередку укладається фільтруючий шар. Рамка осередку має ручки для установки і вилучення з панелі.

Фільтр ФЯР (фільтр Річка). Фільтруючим шаром є металеві гофровані сітки. Сітки промаслюється спеціальними оліями (вісциновим і ін.). Регенерація здійснюється шляхом промивання запилених осередків фільтра в содовому розчині.

Фільтри ФяВ заповнені гофрованими вініпластовимі сітками. За ефективністю і Пилеемкость ідентичні фільтрам ФЯР. Можуть застосовуватися як в замасленим, так і сухому вигляді. При застосуванні в сухому вигляді ефективність трохи нижче.

У фільтрах ФЯП в якості фільтруючого матеріалу застосований губчастий пінополіуретан, оброблений в розчині лугу для надання йому повітропроникності. Фільтр має меншу Пилеемкость, ніж ФяВ. Регенерація проводиться промиванням водою. Простота регенерації полегшує експлуатацію фільтра.

Фільтр ФЯУ заповнений скловолокнистим пружним матеріалом, що фільтрує ФСВУ. Пилеемкость фільтра менше, ніж ФяВ і ФЯР. Запилений матеріал підлягає заміні.

Осередки фільтрів встановлюють в плоскі або в V-подібні панелі.



2.2. Самоочищаються масляні фільтри


Самоочищаються фільтри позбавлені основного недоліку чарункових фільтрів - необхідності виконання трудомісткої операції по ручної промивки запилених панелей. Крім того, вони компактні, допускають велику питому повітряну навантаження, ніж осередкові фільтри.

Застосовують два види самоочисних масляних фільтрів - з фільтруючим шаром, утвореним пружинною сіткою, і шаром із сітчастих шторок.

Самоочищаються масляні фільтри з пружинною сіткою. Очищення повітря проводиться при його послідовному проходженні через дві рухомі нескінченні пружинні сітки, змочені олією (повітря проходить через чотири площині, змочені олією). Кожна сітка приводиться в рух за допомогою двох пар валів, які отримують обертання від електродвигуна через редуктор. Необхідно забезпечити рівномірний рух повітря по всьому перетину фільтра зі швидкістю до 3 м / с.

При русі пружинних сіток їх нижні частини занурюються в масляну ванну і при цьому очищаються від осілої на них пилу. Масло у ванні періодично змінюється. Застосовують масло висцинове, веретенне, трансформаторне, турбінне і ін. Сорт масла повинен відповідати порі року відповідно до рекомендації заводу-виготовлювача фільтрів.

Самоочисний масляний фільтр з сітчастими шторками. Фільтруючий шар створюють сітчасті шторки, прикріплені до втулкові ланцюгах, надітим на приводні шестерні. На вертикальних ділянках руху ланцюгів шторки перекривають один одного. У нижній і верхній частинах фільтра шторки роз'єднуються. При проходженні шторок через масляну ванну вони промиваються, і шар масла оновлюється. Шторки рухаються періодично - через 12 хвилин.

Фільтруюча панель повертається за 12 - 20 с. (В залежності від розмірів фільтра). Питома повітряна навантаження фільтра 8350 м 3 / (год × м 3). Установка фільтрів забезпечується системою маслоснабжения з його підігрівом, циркуляцією і очищенням.

Рекомендована швидкість повітря при проходженні фільтра 2,5 - 2,6 м / с.

Самоочищаються фільтри зі шторками випускає ряд зарубіжних фірм і вітчизняних підприємств.



2.3. рулонні фільтри


Промисловість донедавна виготовляла рулонний фільтр ФРУ, призначений для очищення припливного і рециркуляційного повітря з запиленістю менше 0,5 мг / м 3. Можливе застосування фільтра і при більшій запиленості при техніко-економічному обгрунтуванні. Серійно випускалися фільтри продуктивністю 20-120 м 3 / ч. Фільтри можуть встановлюватися в вентиляційних камерах і в кондиціонерах.

Фільтр збирають з двох або трьох секцій в залежності від необхідної продуктивності. Секція складається з зварного корпусу, рухомий решітки. Решітка натягнута між нижньою і верхньою валами. Нижній вал - ведучий. У верхній і нижній частинах каркаса встановлені котушки з фільтрує. Переміщення решіток і обертання котушок здійснюється за допомогою електродвигуна потужністю 0,25 кВт через редуктор. У міру забруднення матеріал перемотується з верхніх котушок на нижні. У фільтрі застосовують фільтруючий матеріал типу ФСВУ. Він являє собою шар зі скловолокна завтовшки 30 - 50 мм, промаслений і просочений в процесі виготовлення сполучними речовинами. Шар володіє рихлістю і пружністю. Матеріал виготовляється у вигляді полотнищ довжиною 15 м. Рухлива решітка забезпечує необхідну жорсткість і міцність фільтруючого шару.

Перемотка котушок проводиться періодично при досягненні певного значення гідравлічного опору в результаті накопичення пилу. Швидкість переміщення матеріалу при перемотуванні близько 0,5 м / хв.



2.4. Повітряні фільтри високої ефективності з матеріалами ФП

Матеріали ФП і процес їх отримання розроблені у Фізико-хімічному інституті ім. Л. Я. Карпова. Матеріали ФП є виключно рівномірні шари ультратонких полімерних волокон.

Оскільки механічна міцність шару волокон матеріалу ФП невелика, він нанесений на тканинну підкладку (марля, бязь, перкаль), яка і забезпечує необхідну міцність.

У більшості матеріалів ФП волокна зчеплені між собою за рахунок сил тертя, і фільтруючий шар витримує значну деформацію. Подовження при розриві - від 30 - 50%. Висока пластичність забезпечує надійну експлуатацію фільтрів, споряджених матеріалами ФП.

Матеріали ФП в залежності від того, з якого полімеру вони виготовлені, стійки до різних хімічних речовин, до високих температур - до 250 - 270 ° C.

Волокна ФП мають вигляд стрічки, ширина якої в 3 - 5 разів більше товщини. Матеріали ФПП зазвичай позначають за розміром волокон, а саме по ширині: наприклад, ФПП-15, ФПП-25, ФПП-70 - позначає фільтр Петрянова з перхлорвінілових волокон шириною волокон відповідно 1,5; 2,5; 7,0 мкм.

Матеріали ФП, виготовлені з полімерів з високими ізоляційними властивостями (перхлорвініла, полістирол), можуть отримувати і утримувати електричні заряди. В результаті підвищується ефективність фільтра.

При тривалому зберіганні, механічній дії, при високій вологості, під впливом іонізуючого випромінювання здійснюватиме фільтрувальні матеріали втрачають електричні заряди. Це ж відбувається і при накопиченні в фільтрі пилу в результаті тривалої експлуатації.

Дані для вибору матеріалів ФП, що застосовуються в фільтрах систем вентиляції, наведені в табл. 3.

Таблиця 3.

Вибір матеріалів ФП

Назва фільтру

Рекомендована марка матеріалу ФП

Питома навантаження по повітрю, нм 3 / (ч * м 2)

Ефективність очищення *,% (не менше)

Очищення припливного повітря і нетоксичних вентиляційних викидів.

ФПП-70-0,2

до 150

90

Очищення рецеркуляціонного і систем кондиціонування.

ФПП-70-0,5

до 150

99

Очищення вентиляційних викидів, що містять токсичні або радіоактивні аерозолі.

ФПП-15-1,5

до 150

99-99,9

Стерилізація вентиляційного повітря.

ФПП-15-3

до 150

99,9-99,99

Очищення вентиляційного повітря і інших газів з метою уловлювання та повернення цінних продуктів.

ФПП-25-3

до 150

99,9-99,99

Очищення вентиляційних викидів «гарячих» камер, боксів, каньйонів і т.п.

ФПА-15-4

до 150

99,9-99,99

Очищення вентиляційного повітря, що містить аерозолі особливо небезпечних речовин

ФПП-15-4,5

до 150

99,9-99,995

* - Дані по аерозолях відносяться до високодисперсним аерозолям з розміром частинок 0,1-0,2 мкм.


Широко поширений фільтр тонкого очищення - рамковий фільтр лаїків (лабораторія інституту Карпова). В одному м 3 фільтра розташовано до 100 м 2 поверхні фільтруючого матеріалу. П-подібні рамки розміщуються з чергуванням відкритих і закритих сторін в двох протилежних напрямках. Технічна характеристика фільтра лаїків дана в табл. 4.


Таблиця 4.

Характеристики фільтра лаїків

Марка фільтра

фільтруюча поверхня

фільтруючий матеріал

Продуктивність, нм 3 / год

опір Па

Габарити, мм

Допустима температура, 0 С

призначення




При навантаженні 150 м 3 / ч * м 2

вхідний перетин

довжина



лаїків

СП-3/15


15,1




2250


180


565 * 735


780


60

Для припливної та витяжної вентиляції

лаїків

СП-6/15

15,1


2250

240

565 * 735

780



лаїків

СП-3/17

17,5

ФПП-15

2550

150

615 * 995

355



лаїків

СП-6/17

17,5


2550

210

615 * 995

355



лаїків

СП-3/21

21,0


3150

290

650 * 690

625


Для стерилізації повітря і систем кондиціонування

лаїків

СП-6/21

21,0


3150

340

650 * 690

625



лаїків

СП-3/26

26,0


3950

400

660 * 665

750



лаїків

СП-6/26

26,0


3950

460

660 * 665

750



лаїків СЯ

16,0


2400

130

550 * 630

310


Для припливної вентиляції і систем кондиціонування



Для очищення значних кількостей повітря з окремих фільтрів влаштовується фільтрувальна перегородка, в якій встановлюють кілька десятків або більше фільтрів.



2.5. Електричні повітряні фільтри


Фільтри, що застосовуються для очищення від пилу приточного повітря, влаштовані дещо інакше, ніж електричні пиловловлювачі, використовувані для очищення викидів в атмосферу.

Електричний повітряний фільтр - двозонний. Спочатку потік повітря, яке зазнає очищенню, проходить зону 1, яка являє собою грати з металевих пластин з натягнутими між ними коронуючими електродами з дроту. До електродів підведений постійний струм напругою 13-15 кВ позитивного знака від випрямляча 2. Отримавши електричний заряд при проходженні іонізаційної зони, пилові частинки в потоці повітря направляються в осадительную зону 3. Вона являє собою пакет металевих пластин, розташованих паралельно один одному на відстані 8 - 12 мм. До кожної другої пластині підведений струм напругою 6,5 - 7,5 кВ позитивного знака. Пил осідає на заземлених пластинах, до яких струм не підведений.

Навколо коронирующего електрода відбувається електричний розряд, що супроводжується світінням ( «корона»). В результаті електричних розрядів відбувається виділення атомарного кисню (одноатомні молекули), утворення озону O 3, а також оксидів азоту. При напрузі, що застосовується в повітряних фільтрах, і при наявності в ньому двох зон озон і оксиди азоту виділяються в невеликих кількостях і небезпеки для людей не уявляють. В електричних пилоуловлювачах, застосовуваних для очищення викидів, використовують струм напругою 80-100 Вт, крім того, в цих апаратах до коронирующим електродів підведений струм негативного знака, що за наявними даними супроводжується більш інтенсивним виділенням шкідливих речовин (в 8 разів).

Сила електричного струму і споживана потужність в електричних фільтрах невеликі і знаходяться в межах відповідно 0,8 мА і 10 Вт на 1000 м 3 / год повітря, що очищається.

Фракційна ефективність електричного фільтра дана в табл. 5.


Таблиця 5.

Фракційна ефективність електричного фільтра

Розмір частинок, мкм

Число частинок в повітрі

Ефективність уловлювання,%


перед фільтром

після фільтра


0,5

4000

405

89,9

0,6

2505

107

95,7

0,7

1000

46

95,4

0,8

500

27

94,6

0,9

180

12

93,5

1

140

7

95

1,5

45

3

93,3

2

28

1

96,6

Електричний фільтр ФЕ збирають з уніфікованих осередків. Основні технічні показники фільтру ФЕ наведені в табл. 6.


Таблиця 6.

Основні технічні показники фільтрів типу ФЕ

показники

Ф1Е1

Ф3Е2

Ф5Е3

Ф8Е4

Ф10Е5

Ф14Е6

Ф18Е7

Номінальна пропускна здатність, тис. М 3 / год

10

19

33

55

66

100

130

Площа робочого перетину (округлено), м 2

1

3

5

8

10

14

13

Кількість осередків шириною, мм: 758

965


7

-


14

-


-

18


24

12


-

36


-

54


-

72

Струм, мА

7

14

24

42

54

81

110

Споживана потужність, Вт

100

200

350

600

600

1100

1500

маса, кг

205

367

583

963

1120

1640

2125

Габаритні розміри, мм:

А

Н


820

1840


1580

1840


2090

2344


2625

3098


3125

3098


3125

4598


4125

4598

Електричний фільтр може бути забезпечений протівоуносним фільтром, який являє собою роз'ємну рамку із заповненням фільтрує ФСВУ або пінополіуретаном. На вході в фільтр встановлена ​​захисна дротяна сітка.

Уловлену пил видаляють за допомогою промивання водою. Витрата води 0,5 м 3 на 1 м 3 вхідного перетину фільтра, 0,08 м 3 на 1000 м 3 повітря, що очищається, при тиску води 300 кПа. Тривалість промивки 3 - 5 хв. Промивання зазвичай проводиться раз в 1 - 2 міс., А при відсутності протівоуносного фільтра - 1 раз в тиждень. Повне очищення осередків фільтра проводиться 1 - 2 разів на рік.



Розділ 3. Пиловловлювачі для очищення викидів в атмосферу

3.1. Загальна характеристика пиловловлювачів

Пиловловлювачі, що застосовуються для очищення повітря, що видаляється вентиляційними, діляться на п'ять класів залежно від розмірів ефективно уловлюються частинок пилу, віднесеної до відповідної групи по дисперсності (табл. 7).


Таблиця 7.

Класифікація пиловловлювачів

клас пиловловлювачів

Розміри ефективно уловлюються частинок, мкм

Ефективність за масою пилу,%

при класифікаційної групи пилу по дисперсності



I

II

III

IV

V

I

більш 0,3-0,5

-

-

-

99,9-80

<80

II

більше 2

-

-

99,9-92

92-45

-

III

понад 4

-

99,9-99

99-80

-

-

IV

більше 8

> 99,9

99,9-95

-

-

-

V

більше 20

> 99

-

-

-

-


Під ефективним улавливанием розуміють уловлювання з ефективністю більше 95%. Однак, ефективність уловлювання частинок даної групи пилу, наведена в табл. 7 є в основному орієнтовною, оскільки залежить від концентрації пилу в очищаемом повітрі, від її злипання, волокнистості, які значно впливають на коагуляцію пилу.

Розроблено та експлуатуються значна кількість пиловловлювачів у всіх галузях промисловості. Число конструкцій становить тисячі. Є можливість розглянути тут лише найбільш поширені, характерні і перспективні. Будуть розглянуті апарати, застосовувані переважно для очищення вентиляційних викидів, а також пристрої, що використовуються головним чином в системах очищення технологічних викидів. Чіткої межі провести не можна. Наприклад, циклони широко застосовуються, як в системах вентиляції, так і в технологічних установках. У той же час деякі апарати переважно служать для технологічної очистки (пиловловлювачі Вентурі, електрофільтри і ін.). Це підтверджує необхідність вивчення майбутніми фахівцями з теплогазопостачання та вентиляції основних видів устаткування, яке застосовується для очищення повітря і газів в системах різного призначення.


3.2. Пилеосадочние камери


Пилеосадочние камери є простими пиловловлювальними пристроями. Вони відносяться до групи гравітаційного обладнання, в яку входять два види обладнання - порожнисте і поличне.

Пилова частка, внесена в камеру потоком повітря, знаходиться під дією двох сил: сили інерції, під впливом якої вона прагне переміщатися горизонтально, і сили тяжіння, під дією якої вона осідає на дно камери.

Рівнодіючу сил можна отримати з паралелограма сил. У горизонтальному напрямку частка проходить шлях l, м

;

в вертикальному h, м

;

де - Час перебування частинки в камері, с;

- Швидкість руху частинки в горизонтальному напрямку, м / с;

- Швидкість руху частинки у вертикальному напрямку, м / с.

З наведених вище залежностей отримана формула для визначення довжини камери, необхідної для того, щоб пилова частинка, здійснюючи рух в камері, осіла на дно.

(1)

З формули (1) видно, що довжина камери прямо пропорційна її висоті, т. Е. Чим нижче камера, тим швидше пилова частинка при своєму русі в камері зустріне дно камери. З цього випливає, що для зменшення висоти доцільно розділити камеру на кілька паралельних каналів за допомогою горизонтальних перегородок. За цим принципом влаштована полочная пилеосадочная камера. Для зручності видалення пилу полки влаштовують похилими або поворотними.

Для осадження тонких фракцій пилу в камері повинно бути забезпечено ламінарний рух повітря, при якому не було б переміщення повітря поперек потоку. Для цього довелося б влаштовувати камери величезних розмірів, що практично нездійсненно.

В реальних умовах в пилеосадочних камерах спостерігається турбулентний або перехідний режим.

Для збільшення ефекту осадження за рахунок використання сил інерції застосовуються камери, до стелі яких підвішені ланцюга, стрижні.

В. В. Батурин запропонував камеру лабіринтового типу. У цій камері відбувається швидке загасання швидкостей в струмені, настилають на щит, так як струмінь розтікається в різні боки. В результаті проведених випробувань встановлено, що ефективність очищення в камері лабіринтового типу вище, ніж в звичайних пилеосадочних камерах. Відомі також пилеосадочние камери, в яких здійснюється мокра очищення. Так, для уловлювання пилу, розчинної у воді, наприклад, цукрової, застосовують пилеосадочную камеру, в якій нижня частина заповнена гарячою водою. Осаджувати цукровий пил поглинається водою, яку після досягнення високої концентрації в ній цукру періодично повертають у виробництво і замінюють новою.

Для нормальної роботи пилеосадочной камери необхідно, щоб повітря рівномірно рухався через камеру. Для цього при вході в камеру встановлюють сітки, решітки та інші пристрої для вирівнювання потоку повітря. Максимальна швидкість руху повітря через пилеосадочную камеру зазвичай не перевищує 3 м / с.

Перевагою пилеосадочной камери є простота пристрою, нескладність експлуатації, довговічність. Пилеосадочние камери можуть бути виготовлені з цегли, бетону та інших неметалевих матеріалів, стійких до корозії. Втрати тиску в пилеосадочних камерах зазвичай не перевищують 20 - 150 Па. У той же час пилеосадочние камери мають суттєві недоліки, через які застосування цього виду пиловловлювачів значно скоротилося.

У пилеосадочной камері, навіть вдосконаленої конструкції, можна здійснити осадження найбільш великих фракцій пилу переважно зі значною щільністю. Дрібні фракції виносяться з камери повітряним потоком. Пилові камери займають багато місця. Ступінь очищення повітря в пилеосадочних камерах не перевищує 50 - 60%. Це пристрій може застосовуватися лише для попереднього очищення повітря від крупнодісперсной пилу зі значною щільністю. Для осадження взривно- і пожежонебезпечного пилу пристрій пилеосадочних камер не допускається.



3.3. інерційні пиловловлювачі


Дія інерційного пиловловлювача засноване на тому, що при зміні напрямку руху потоку запиленого повітря (газу) частки пилу під дією сил інерції відхиляються від лінії струму і сепаруються з потоку. До інерційним пиловловлювачами відноситься ряд відомих апаратів: пиловідокремлювачі ІП, жалюзійний пиловловлювач ОТІ і ін., А також найпростіші інерційні пиловловлювачі (пиловий мішок, пиловловлювач на прямій ділянці газоходу, екранний пиловловлювач і ін.).

Інерційні пиловловлювачі вловлюють велику пил - розміром 20 - 30 мкм і більше, їх ефективність зазвичай знаходиться в межах 60 - 95%. Точне значення залежить від багатьох факторів: дисперсності пилу і інших її властивостей, швидкості потоку, конструкції апарату та ін. З цієї причини інерційні апарати застосовують зазвичай на першій ступені очищення з наступним знепилювання газу (повітря) в більш досконалих апаратах. Перевагою всіх інерційних пиловловлювачів є простота пристрою і невисока вартість апарату. Цим і пояснюється їх поширеність. Розглянемо основні конструкції інерційних пиловловлювачів.

Інерційний пиловловлювач ІП являє собою конус, утворений конічними кільцями поступово зменшується діаметра. Очищається повітря входить в підставу конуса зі швидкістю 18 м / с і рухається до основи конуса.

Під час поїздки повітря виходить через щілини між кільцями, а пилові частинки під дією сил інерції, продовжуючи рух в прямолінійній напрямку, вдаряються об стінки і відкидаються в масу потоку. У міру руху потоку концентрація в ньому пилу зростає. У вершини конуса в пилоповітряної суміші залишається лише 5 - 10% повітря, що надійшло в апарат. Вийшовши з апарату, пилоповітряна суміш направляється в циклон. Пил відокремлюється від повітря і надходить в бункер, а знепилене повітря повертається до вентилятора.

Таким чином, в установці ІП-циклон повітря піддається двоступеневої очищенні, загальна ефективність якої близько 90%. При уловлюванні піскоструминного пилу ефективність, як показували випробування, перебувала в межах 92,5 - 95,9%.

Перевагою ІП є компактність і простота пристрою. Апарат може застосовуватися в якості першого ступеня при очищенні повітря від крупнодісперсной пилу. Розроблено кілька номерів ІП, розрахованих на різну продуктивність.

Жалюзійних пиловловлювач ОТІ по пристрою і принципу дії аналогічний ВП. Апарати, призначені для очищення газів з високою температурою, виготовляють з чавуну або железнопрочной стали. Пиловловлювач розташований в газоході, між стінкою газоходу і гратами утворюється канал з поступово зменшується перетином, в який надходить газ, знепилене при проходженні решітки. У конічної частини пиловловлювача, у міру руху потоку і виходу частини газу через щілини в решітці, концентрація пилу зростає. Ця пилогазового суміш направляється потім на очистку в циклон. Очищений газ відсмоктується димососом. Гідравлічний опір жалюзійного пиловловлювача ОТІ знаходиться в межах 100 - 500 Па. Про фракційної ефективності пиловловлювача (e ф) свідчать такі дані. При очищенні газів від золи з щільністю r = 2600 кг / м 3 фракційна ефективність становила:

d, мкм

10

15

20

25

30

40

50

60

e ф

47

63

78

86,5

91,3

94,8

96,5

97,7


Наведена ефективність відзначена при гідравлічному опорі 400 - 500 Па. При зменшенні гідравлічного опору фракційна ефективність знижується на 10 - 5%.

Найпростіші інерційні пиловловлювачі. Один з пиловловлювачів такого типу відомий під назвою «пиловий мішок». Очищається газ входить в корпус апарату по центральній трубі, прямий або конічної. Сепарація пилу відбувається при повороті потоку на 180 ° і подальшому його підйомі до вихідного патрубка. Швидкість потоку у вхідному патрубку 10 м / с, в циліндричної частини корпусу 1 м / с. Ефективність очищення газів з пиловими частинками більше 30 мкм знаходиться в межах 65 - 80%. Гідравлічний опір - 150 - 390 Па. Пилові мішки доцільно застосовувати для попереднього очищення газів з високою концентрацією пилу - кілька сот грамів на 1 м 3. Використовується переважно в металургії.

Екранний інерційний пиловловлювач. Основний елемент апарату - V-подібний профіль. Струмені, на які розбивається потік запиленого газу, стикаються з підставою V-подібного елемента. В результаті зіткнення і кругового руху пил відокремлюється від потоку і потрапляє в бункер, розташований внизу. У разі необхідності для більш повного видалення пилу з V-подібних каналів вдаються до постукування або вібрації. Застосовують також впорскування рідини, що сприяє видаленню пилу і запобігає її повторний винесення газовим потоком. Перевагою апарату є можливість його використання при високих температурах і агресивних середовищах.

Гідравлічний опір апарату 25 - 100 Па. Ефективність очищення при запиленості газу 20 - 70 г / м 3 і зміст фракцій більше 10 мкм 62% становила 80 - 91%.


Таблиця 8.

Технічна характеристика інерційних газоочисних апаратів

Пиловловлювачі

циклони

тип

продуктивність, м 3 / год

маса, кг

тип

продуктивність, м 3 / год

маса, кг

гідравлічний опір, Па

ІП-1

745

27

ЦИП-1

45

6,1

700

ІП-2

1030

35

ЦИП-2

62

7,8

630

ІП-3

1730

55

ЦИП-3

104

12,6

570

ІП-4

2600

101

ЦИП-4

156

20,4

530

ІП-5

3670

132

ЦИП-5

220

35,7

510

ІП-6

6340

209

ЦИП-6

380

58,6

480

ІП-7

9400

398

ЦИП-7

582

95,6

460

ІП-8

12750

495

ЦИП-8

380

58,6

480

ІП-9

15000

562

ЦИП-9

582

95,6

460


3.4. Циклони

3.4.1. Загальна характеристика


Сепарація частинок пилу в циклоні здійснюється на основі використання відцентрової сили.

Циклони широко застосовуються для очищення від пилу вентиляційних і технологічних викидів у всіх галузях народного господарства. Можна стверджувати, що циклони є найбільш поширеним видом пиловловлюючого обладнання. Їх широке поширення в значній мірі пояснюється тим, що вони мають багато переваг - простота пристрою, надійність в експлуатації при порівняно невеликих капітальних і експлуатаційних витратах. Надійність циклонів обумовлена, зокрема, тим, що в їх конструкції немає складного механічного обладнання.

Капітальні і експлуатаційні витрати на пилоуловлювальні установки, обладнані циклонами, значно менше відповідних витрат для установок з рукавними фільтрами, а тим більше електрофільтрами. Циклони діляться на циклони великої продуктивності і циклони високої ефективності. Перші мають зазвичай великий діаметр і забезпечують очистку значних кількостей повітря. Другі - порівняно невеликого діаметра (до 500 - 600 мм). Дуже часто застосовують групову установку цих циклонів, з'єднаних паралельно по повітрю.

Циклони, як правило, використовують для грубої і середньої очищення повітря від сухої несліпающіеся пилу. Прийнято вважати, що вони мають порівняно невеликий фракційної ефективністю в області фракцій пилу розміром до 5 - 10 мкм, що є основним їх недоліком. Однак циклони, особливо циклони високої ефективності, вловлюють не таку вже малу частину пилу розміром до 10 мкм - до 80 і більше відсотків.

У сучасних високоефективних циклонах, у конструкції яких враховані особливості вловлюється пилу, вдалося істотно підвищити загальну і фракційну ефективність очищення. Зазначений вище недолік обумовлений особливостями роботи циклонів, зокрема, турбулізацією потоку запиленого повітря, яка перешкоджає сепарації пилу.

Розроблено і застосовується в техніці знепилювання велике число різних типів циклонів, які відрізняються один від одного формою, співвідношенням розмірів елементів і т. Д.

Корпус циклону складається з циліндричної і конічної частин.

За формою циклони поділяються на циліндричні (H ц> H к) і конічні (H до> H ц), H ц і H до відповідно висота циліндричної і конічної частини циклона. Конічна частина апарату виконується у вигляді прямого конуса, зворотного конуса або може складатися з двох конусів - прямого і зворотного. Будова конічної частини визначає особливості руху пилоповітряної потоку в цій частині циклону і має суттєвий вплив на процес сепарації, а також коагуляцію деяких видів пилу в апараті, на стійкість його роботи при уловлюванні даних видів пилу.

Запилений повітря надходить в циклон через патрубок, очищений - видаляється через вихлопну трубу. Залежно від способу підведення повітря до циклону розрізняють циклони з тангенціальним і спіральним підведенням повітря. При міцних рівних умовах циклони зі спіральним підведенням володіють вищою ефективністю очищення. Потік запиленого повітря входить в корпус циклону зазвичай зі швидкістю 12 - 14 м / с.

Застосовують циклони праві (обертання потоку запиленого повітря за годинниковою стрілкою, якщо дивитися зверху) і ліві (обертання проти годинникової стрілки).

Нижче розглядаються теоретичні основи циклонного процесу і найбільш поширені і характерні види циклонних апаратів.

Запилений повітря, увійшовши в корпус, рухається по спіралі вниз вздовж стінок корпусу. Великі пилові частинки (більше 100 мкм) під дією відцентрових сил рухаються під стінами корпусу, а дрібні частинки (менше 10 мкм) - на деякій відстані від стінок. Досягнувши рівня прорізів у стінах корпусу, великі пилові частинки з частиною повітря видаляються з корпусу через отвори в мішок. Тут відбувається сепарація частинок, і вони через патрубок видаляються.

Дрібні пилові частки продовжують рух в складі повітряного потоку в корпусі циклону, а потім в пилесборнике. Дрібні частинки спільно з великими залишають апарат через пилевипускной патрубок. Повітряний потік через вихлопну трубу виходить з апарату.

Сферичний циклон був випробуваний у виробничих умовах на пилу деревної, цементної, вапняної, вугільної, піску, щебеню, золи та шлаку, горілої формувальної суміші. Ефективність очищення перебувала в межах 98 - 99% (для частинок 10 - 50 мкм).

Підвищення ефективності очищення, особливо в області дрібних фракцій, досягається завдяки більш рівномірною подачі, розподілу і закручування пилоповітряної потоку (наявність декількох вхідних патрубків). Сферична форма корпусу і пилозбірника сприяє інтенсифікації процесу коагуляції частинок.


Таблиця 9.

Технічна характеристика основних типів циклонів

Тип циклону

Ставлення коефіцієнта гідравлічного опору до швидкості потоку

Швидкість газового потоку, м / с

Ступінь очищення (медіанний розмір часток 8 мкм) при гідравлічному опорі 100 Па і витраті повітря 1800 м 3 / год,%


в перерізі корпусу

у вхідному отворі

в перерізі корпусу

у вхідному отворі


ЦН-11

250

6,1

2,9

16,2

73,1

ЦН-15

160

7,6

3,1

13,5

71,7

ЦН-24

80

10,9

4,4

12,0

63,7

ЦН-15У

170

8,2

3,2

14,6

65,2

СК-ЦН-34

1200

25

1,1

8,0

75

СДК-ЦН-33

600

20,3

1,6

9,8

74

Ліоте

460

4,2

5,1

21,5

67,7

ВЦНИИОТ

-

9,3

13,5

-

71,9

СИОТ

-

6,0

3,9

17,0

71,7



3.4.2. Батарейні циклони (мультициклони)


Батарейний циклон (мультициклон) складається з великої кількості циклонних елементів невеликого діаметру, розташованих в загальному корпусі з єдиним підведенням і відводом газу і загальним бункером.

Корпус батарейного циклону розділений на кілька секцій, які частково можуть відключатися при зміні навантаження на апарат.

Найбільш поширені циклонні елементи з направляючими апаратами типу «гвинт» і «розетка». Зазвичай застосовують циклонні елементи діаметром 100, 150, 250 мм.

Циклонний елемент складається з корпусу, направляючого апарату і вихлопної труби. Елементи з напрямних апаратом «розетка» мають більш високу ефективність, але вони більш схильні до забивання пилом, ніж елементи з апаратом «гвинт».

Доцільність застосування батарейних циклонів пояснюється тим, що ефективність циклонних апаратів малого діаметра вище, ніж великого. Крім того, габарити батарейного циклону, зокрема, по висоті, менше, ніж групи циклонів при тій же продуктивності.

Недоліком батарейних циклонів є більш висока питома витрата металу в порівнянні з одиночними циклонами, а також нерівномірний розподіл повітря, що очищається між елементами, що призводить до деякого зниження ефективності очищення в порівнянні з одиночними циклонами того ж діаметру, що і елементи батарейного циклону.

Батарейні циклони можуть застосовуватися для уловлювання слабко- і среднесліпающіхся пилу. Їх використовують для очищення газів від летючої золи, пилу цементу, доломіту, вапняку, шамоту та ін. Для вловлювання сільносліпающіхся пилу їх застосовувати не рекомендується.

Ряд апаратів призначений для очищення газів з температурою до 400 ° С. Частина апаратів випускається у вибухонебезпечному виконанні.

Батарейний циклон БЦ-2 включає (в залежності від типорозміру) від 20 до 56 чавунних литих циклонних елементів діаметром 250 мм з направляючими апаратами «розетка».


3.5. ротаційні пиловловлювачі


У ротаційних пилоуловлювачах очищення газів (повітря) від пилу заснована на використанні відцентрових сил і сил Коріоліса, що виникають при обертанні робочого колеса апарату.

Характерною особливістю ротаційних пиловловлювачів є те, що в одному апараті суміщений стимул (вентилятор) і пиловловлювач. Завдяки цьому апарат більш компактний, ніж установка, що складається з вентилятора і пиловловлюючого пристрою. Ротаційний пиловловлювач споживає менше електроенергії, ніж вентилятор і пиловловлювач в сумі.

Ротаційні пиловловлювачі діляться на дві основні групи в залежності від місця підведення запиленого потоку до апарату. Велика частина ротаційних пиловловлювачів відноситься до групи, в якій запилений потік надходить в центральну частину колеса, що обертається в кожусі. Пилові частинки під дією відцентрових сил і сил Коріоліса відкидаються на периферію диска і звідти надходять в мішок.

Застосовуються також апарати ротаційного типу, в яких для підвищення ефективності очищення запилений потік стикається з водною поверхнею, віддаючи воді частина міститься в ньому пилу.

Ротаційні пиловловлювачі служать для очищення повітря (газів) від несліпающіеся і слабосліпающіхся пилу при їх значній концентрації в потоці. Ефективність очищення від пилу з частинками розміром 8 - 12 мкм становить 83%. Для розміру 20 мкм - до 97%.


Таблиця 10.

Технічна характеристика ротаційних пиловідокремлювачі

Продуктивність, м 3 / год

Напір, Па

Частота обертання ротора, об / хв

вид пилу

Концентрація пилу, г / м

Ступінь очищення,%

Витрата електроенергії,

кВт * год / м 3





на вході

на виході



870

2460

3000

зола

28

5,0

80

1,6

720

2310

3000

»

24

4,0

84

1,56

570

2310

3000

»

6

0,1

78

1,44

870

2310

3000

»

140

20,0

82

1,6

363

2460

3000

Скло

10

0,02

99

1,2

725

500

3000

кварц

12

0,1

99

1,4

275

500

3000

вугілля

10

0,1

99

0,8

550

500

3000

тальк

12

0,14

99

0,85

2000

500

730

суперфосфат

4,3

0,16

98

0,95

2000

500

730

огарок

50

0,1

99

0,9

3.6. Вихрові пиловловлювачі


У вихровому пиловловлювачі, як і в циклоні, сепарація пилу заснована на використанні відцентрових сил. Основна відмінність вихрових пиловловлювачів від циклонів полягає в наявності допоміжного закручує газового потоку.

Застосовують два види вихрових пиловловлювачів: соплові і лопаткові.

В апараті і того і іншого типу запилений газ надходить в камеру через вхідний патрубок з завихрювачем типу «розетка» і обтічником. У кільцевому просторі між корпусом апарату і вхідним патрубком розташована підпірна шайба, яка забезпечує безповоротний спуск пилу в бункер.

Обтічник направляє потік газу до периферії. Пилові частинки за рахунок впливу відцентрових сил переміщаються з центральної частини потоку до периферії.

Далі процес в апаратах двох видів дещо відрізняється. У сопловому апараті на запилений потік впливають струменя вторинного повітря (газу), що виходять з сопел, розташованих тангенціально. Потік переходить в обертальний рух.

Відкинуті під впливом відцентрових сил до стінок апарату пилові частинки захоплюються спіральним потоком вторинного повітря (газу) і разом з ним рухаються вниз в бункер. Тут частинки пилу виділяються з потоку, а очищене повітря (газ) знову надходить на очистку.

Експерименти показали позитивну роль підвищення тиску вторинного повітря до 30 - 40 кПа понад атмосферного. Ефективне пиловловлювання може бути забезпечено і при меншому тиску. Сопла для подачі вторинного повітря потрібно розташувати по низхідній спіралі. Оптимальною з'явилася установка 8 сопел діаметра 11 мм двома спіральними рядами під кутом нахилу 30 °.

В апараті лопатки типу вторинне повітря, відібраний в периферії очищеного потоку, подається кільцевим напрямних апаратом з похилими лопатками. За основними показниками апарати лопаточного типу виявилися більш ефективними: при однаковому діаметрі камери - 200 мм і продуктивності 330 м 3 / год гідравлічний опір соплового апарату склало 3,7 × 10 3 Па, ефективність 96,5%, а лопаточного відповідно 2,8 × 10 3 Па і 98% (при уловлюванні особливо дрібнодисперсного пилу).

Застосовують наступні способи підведення до Вихрові пиловловлювачі повітря, необхідного для закручування обеспилеваемого потоку: з навколишнього середовища, з очищеного потоку, з запиленого потоку. Перший варіант доцільний, якщо очищенні піддається гарячий газ, який необхідно охолодити. Застосовуючи другий варіант, можна трохи підвищити ефективність очищення, так як для використання в якості вторинного повітря відбирають периферійну частину потоку очищеного повітря з найбільшим вмістом залишкової пилу. Третій варіант найбільш економічний: продуктивність установки підвищується на 40 - 65% зі збереженням ефективності очищення.

Вихровий пиловловлювач може застосовуватися для очищення вентиляційних і технологічних викидів від дрібнодисперсного пилу в хімічній, нафтохімічній, харчовій, гірничорудної та інших галузях промисловості. У вихрових пиловловлювачах досягається досить висока для апаратів, заснованих на використанні відцентрових сил, ефективність очищення - 98 - 99% і вище. На ефективність очищення має незначний вплив зміна навантаження (в межах від 50 до 115%) і змісту пилу в очищаемом повітрі (газі) - від 1 до 500 г / м 3. Апарат може застосовуватися для очищення газів з температурою до 700 ° С. У вихровому пиловловлювачі не спостерігається зносу внутрішніх стінок апарату, що пов'язано з особливостями його повітряного режиму. Апарат більш компактний, ніж інші пиловловлювачі, призначені для сухого очищення викидів.



3.7. фільтраційні пиловловлювачі

У фільтраційних пилоуловлювачах очищення повітря (газу) від пилу відбувається при проходженні запиленого потоку через шар пористого матеріалу. Як фільтруючий шар використовують тканини, кокс, гравій та ін.

Процес фільтрації заснований на багатьох фізичних явищах (ефект зачеплення, в тому числі ситовий ефект, - аерозольні частинки затримуються в порах і каналах, що мають перетин менше, ніж розміри частинок; дію сил інерції - при зміні напрямку руху запиленого потоку частинки відхиляються від цього напрямку і осідають; броунівський рух - значною мірою визначає переміщення високодисперсних субмікронних частинок; дію гравітаційних сил, електростатичних сил - аерозольні частинки і матеріал можуть мати лектріческая заряди або бути нейтральними).

У міру накопичення в фільтруючому шарі затриманих частинок режим фільтрації змінюється. Для підтримки його в необхідних межах виробляють регенерацію фільтра, яка полягає в періодичному або систематичному видаленні затриманих частинок.

Більшість фільтрів має високу ефективність очищення. Фільтри застосовують як при високій, так і при низькій температурі, що очищається середовища, при різній концентрації в повітрі зважених часток.

Відповідним підбором фільтрувальних матеріалів і режиму очищення можна досягти необхідної ефективності очищення в фільтрі практично у всіх необхідних випадках.

У багатьох конструкціях фільтрувальних пиловловлювачів режим роботи фільтра, зокрема, режим регенерації, підтримується автоматично.

Володіючи багатьма позитивними якостями, фільтруючі пристрої в той же час не позбавлені недоліків: вартість очищення у фільтрах вище, ніж в більшості інших пиловловлювачів, зокрема, в циклонах. Це пояснюється більшою конструктивною складністю фільтрів в порівнянні з іншими апаратами, великою витратою електроенергії. Багато конструкцій фільтраційних пиловловлювачів більш складні в експлуатації і вимагають кваліфікованого обслуговування.

Фільтраційні пиловловлювачі в залежності від матеріалу фільтруючого шару поділяються на волокнисті, тканинні, зернисті.



3.7.1. волокнисті фільтри

У волокнистих фільтрах фільтруючий шар утворений відносно рівномірно розподіленими тонкими волокнами фільтруючих матеріалів. Ці фільтри призначені для уловлювання частинок дрібнодисперсного і особливо дрібнодисперсного пилу при її концентрації в очищаемом повітрі (газі) в межах 0,5 - 5 мг / м 3.

Волокнисті фільтри можуть бути поділені на тонковолокнисті, глибокі і грубоволокнисті фільтри.

Тонковолокнисті фільтри служать для уловлювання високодисперсною пилу і інших аерозольних часток розміром 0,05 - 0,1 мкм з ефективністю не менше 99%. Як фільтрувального матеріалу використовується ФП (фільтр Петрянова).

Для тонкої і умовно грубої очистки застосовують фільтри ПФТС, споряджені скловолокном. Продуктивність фільтрів 200 - 1500 м 3 / год, опір 200 - 1000 Па. Фільтри застосовують у тих випадках, коли температура очищується середовища вище 60 ° С і в ній знаходяться речовини, що руйнують матеріали ФП.

Основного недоліку тонковолокнистих фільтрів (короткий термін служби фільтруючого шару через непридатність регенерації) позбавлені глибокі фільтри. Вони розраховані на термін служби 10 - 20 років. Це досягається завдяки наявності декількох фільтруючих шарів загальною висотою 0,3 - 2,0 м. Діаметр волокон 8 - 19 мкм. Перший шар фільтра на шляху руху, що очищається середовища складається з грубих волокон, останній шар - з тонких. Фільтр застосовується в системах стерилізації повітря в виробництві антибіотиків, вітамінів та інших біо- та медичних препаратів. Фільтр періодично стерилізують гострою парою, потім просушують сухим повітрям.

Грубоволокнисті фільтри. Ці фільтри називають також Передфільтр, так як їх встановлюють перед тонковолокнистого фільтрами для попереднього очищення повітря (газів). Завдяки цьому знижується вартість очищення, оскільки вартість грубоволокнистих фільтрів майже в 10 разів нижче тонковолокнистих, їх легше заміняти або регенерувати. Фільтрувальний матеріал предфильтра складається з суміші волокон діаметром від 1 до 20 мкм.

Фільтри-туманоуловітелі. Багато технологічних процесів супроводжуються утворенням туманів. Так, наприклад утворення туману відбувається при випаровуванні масел, виробництві і концентрування різних кислот, виробництві хлору та ін. Рідкі частки в тумані мають розмір менше 10 мкм.

Для вловлювання частинок туману в даний час застосовують волокнисті фільтри-туманоуловітелі різних конструкцій, для яких характерний безперервний висновок уловленной рідини.

Застосовують в основному два типи фільтрів-туманоуловітелі: низькошвидкісні і високошвидкісні.

Низькошвидкісні фільтри споряджені сумішшю в певній пропорції грубих і тонких волокон. В елементі низької фільтра соосно розташовані дві дротові сітки, просторово між якими заповнено волокнами. Трубка в нижній частині корпусу апарату обладнана гідрозатворів, через який вловлена ​​рідина надходить в корпус апарату.

Високошвидкісні туманоуловітелі. Збільшення швидкості фільтрації призводить до зменшення розмірів волокнистих фільтрів. Високошвидкісні фільтри випускає фірма «Монсанто». Фільтр складається з плоских елементів. Вони встановлені в каркасі, під яким розташований піддон, куди стікає вловлена ​​рідина. Фільтруючим шаром є іглопробівниє матеріали-повсть. По хімічній стійкості найбільш універсальний поліпропіленовий повсть. Товщина шару - 3 - 12 мм, діаметр волокон 20 - 75 мм. Опір фільтра 500 Па, ефективність уловлювання частинок більше 3 мм близько 100%.

3.7.2 Тканинні фільтри


Тканинні фільтри по формі поверхні, що фільтрує можуть бути рукавними і рамковими. Найбільшого поширення в промисловості отримали рукавні фільтри. Рукавний фільтр складається з ряду тканинних рукавів, підвішених в металевій камері. Верхня частина рукавів зазвичай заглушена

Запилений газ надходить в нижню частину апарату і проходить через тканину рукавів. На поверхні тканини і в її порах осідає пил. У міру збільшення товщини шару пилу зростає опір фільтра, тому що осів на тканини пил періодично видаляють. Процес фільтрації газу залежить від типу тканини і виду пилу. Гладкі і неворсистою тканини порівняно легко пропускають запилений газ. У порах таких тканин затримуються лише великі частки пилу. Фільтр починає добре затримувати дрібний пил тільки після накопичення на поверхні фільтруючих елементів шару пилу. Для ворсистих, вовняних тканин з дрібними порами вплив початкового шару пилу менш помітно Ворсисті тканини доцільно застосовувати при уловлюванні зернистої гладкою пилу, а при уловлюванні волокнистої пилу - краще гладкі тканини.

Фільтрація тонкого пилу (частинки менше 1-2 мкм) можлива лише на поверхні раніше обложеної пилу.

Тканини, що використовуються в якості фільтрувальних матеріалів, повинні відрізнятися високою Пилеемкость, повітропроникністю, механічною міцністю, стійкістю до стирання, стабільністю властивостей при підвищеній температурі і агресивному впливі хімічних домішок, а також мінімальним влагопоглощенієм і здатністю до легкого видалення накопиченого пилу. Не всі застосовувані в промисловості матеріали задовольняють перерахованим вимогам, тому кожен матеріал використовують в певних, найбільш сприятливих для нього умовах.

Тканинні фільтри розрізняються між собою за такими ознаками:

· Формі тканинних фільтруючих елементів (рукавні, плоскі, клинові і ін.);

· Місця розташування вентилятора щодо фільтра (всмоктуючі і нагнітальні);

· Способу регенерації тканини (збовтані, зі зворотним продуванням, з вібровстряхіваніем, з імпульсною продувкою та ін.);

· Формі корпусу для розміщення фільтруючих елементів (прямокутні, циліндричні, відкриті);

· Числу секцій в установці (одно- і багатосекційні);

· Виду використовуваної тканини (шерсть, бязь, склотканина і т.д.).

Вітчизняною промисловістю серійно випускаються рукавні фільтри типу ФВ, МФУ, РФГ, ФВК, ФРМ, ФВВ, МФВ, МФС, ПФР, ФР.

Рукавні фільтри типу ФВ призначені для середньої та тонкої очистки газів від волокнистої пилу. Рукава виконують з суворою бязі. Фільтри МФУ застосовують для тонкого очищення газів і повітря від сухої і злипаються пилу з розміром частинок до 1 мкм (цемент, борошно, зола).


Таблиця 13.

Технічна характеристика рукавних фільтрів

Тип фільтра

Фільтруюча поверхня, м 2

число секцій

Число рукавів в секції

Діаметр рукава, мм

Довжина рукава, мм

Маса фільтра, кг

ФВК-30

15

2

18

135

2060

1053

ФВК-60

45

4

18

135

2060

1682

ФВК-90

75

6

18

135

2060

2300

ФРМ-1-6

105

6

10

-

-

5776

ФРМ1-8

147

8

10

-

-

7137

ФРМ1-10

189

10

10

-

-

8633

ФВВ-45

30

3

18

135

2090

+1735

ФВВ-90

75

6

18

135

2090

2935

МФВ-204

350

12

17

220

3000

-

МФС-45

30

3

16

172

1 850

4778



3.7.3. зернисті фільтри

Фільтруючий шар в цих фільтрах утворений зернами сферичної або іншій формі. Можуть використовуватися при високих температурах - до 500 - 800 ° С, в умовах дії агресивного середовища. Зернисті фільтри поширені значно менше, ніж тканинні фільтри. Розрізняють насипні зернисті фільтри, в яких елементи фільтруючого шару не пов'язані жорстко між собою, і жорсткі зернисті фільтри, в яких ці елементи міцно пов'язані між собою шляхом спікання, пресування, склеювання і утворюють міцну нерухому систему.

Зернисті жорсткі фільтри керамічні, металокерамічні і ін. Мають значну стійкість до високої температури, корозії, механічних навантажень. Їх недолік - висока вартість, велика гідравлічний опір, труднощі регенерації.

В насадки насипних фільтрів використовують пісок, гравій, шлак, подрібнені гірські породи, кокс, крихту гуми, пластмас, графіту і ін. Матеріали в залежності від необхідної стійкості і до впливу температури, хімічних речовин і ін.

Зернистий фільтр може бути єдиною щаблем в установці або першим щаблем перед більш ефективним фільтром, наприклад з матеріалами ФП.

Регенерація здійснюється шляхом розпушування шару вручну або механічно, промивання водою, заміни шару.

Приклад такого фільтра - зернистий гравійний фільтр для уловлювання пилу з наявністю абразивних частинок і агресивних газів від дробарок, грохотів, сушарок, млинів, транспортувальних пристроїв підприємств з виробництва цементу, вапна, гіпсу, фосфорних добрив і ін. Питома навантаження на фільтр - 17 - 50 м 3 / (м 2 × год), опір фільтра - в межах 0,5 - 1,5 кПа. Ефективність очищення - до 99,8%.



3.8. Апарати мокрого очищення газів


Одним з простих і ефективних способів очищення промислових газів від зважених часток є мокрий спосіб, який отримав в останні роки значного поширення у вітчизняній промисловості і за кордоном.

Апарати мокрого очищення газів відрізняються високою ефективністю уловлювання зважених часток і невисокою ціною в порівнянні з апаратами сухого очищення.

Деякі типи апаратів мокрого очищення (турбулентні газопромивачі) можуть бути застосовані для очищення газів від частинок розміром до 0,1 мкм.

Апарати мокрого очищення газів за ступенем очищення можуть не тільки успішно конкурувати з такими високоефективними пиловловлювачами, як рукавні фільтри, але і використовуватися в тих випадках, коли рукавні фільтри не можуть бути застосовані внаслідок високої температури, підвищеної вологості або вибухонебезпечності очищаються газів.

В апаратах мокрого очищення газів одночасно зі зваженими частками можна вловлювати пароподібні і газоподібні компоненти. До недоліків мокрого очищення слід віднести: необхідність обробки утворюються стічних вод, підвищений бризгоунос і необхідність захисту апаратів від корозії при обробці агресивних середовищ. Незважаючи на ці недоліки, мокрі газоочисні апарати з успіхом застосовують в хімічній промисловості.

Апарати мокрого очищення часто використовують в газоочисних системах для одночасного охолодження і зволоження газів. В цьому випадку газоочисні апарати служать ще і теплообмінниками змішання, де охолоджений газовий потік безпосередньо контактує з охолоджувальною рідиною.

Серед апаратів для очищення газів від пилу мокрі пиловловлювачі відрізняються найбільшим різноманіттям, що обумовлюється силами, які впливають на газо-рідинні потоки. При цьому рідка фаза знаходиться в апараті у вигляді плівки, струменя, крапель, піни або різних поєднань.

За принципом роботи апарати мокрого очищення газів поділяються на такі групи: порожнисті і насадок, барботажні і пінні, апарати ударно-інерційного типу, відцентрового типу, динамічні і турбулентні промьвателі.



3.8.1. Порожні і насадок апарати


У порожніх і насадок апаратах запилені гази пропускають через потік розпилюється, розбризкується або стікає по насадці рідини. При цьому частинки пилу захоплюються потоками промивної рідини і осідають в апараті, а очищені гази викидаються в атмосферу.

У порожніх скрубберах промивку газів здійснюють за допомогою розбризкування рідини назустріч рухається очищенню потоку. Для зрошення скруберів застосовують форсунки грубого розпилення. Висока ефективність очищення газів досягається в тому випадку, якщо промивна рідина розпилюється з утворенням крапель 0,5 - 1 мм. Зазвичай скруббер є вертикальний апарат круглого або прямокутного перерізу. Форсунки встановлюють в одному або декількох перетинах по висоті апарату.

Для зниження бризгоунос швидкість газу в апараті не повинна перевищувати 1 - 1,2 м / с. Гідравлічний опір полого скрубера невелике і зазвичай не перевищує 250 Па. Витрата води складає 5 - 10 м 3 / год на 1 м 2 площі поперечного перерізу. Найбільш повно в цих апаратах уловлюються частинки пилу більше 10 мкм.

Характерною особливістю насадок скруберів є те, що процес виділення пилу відбувається на змоченою поверхні насадки в результаті численних змін руху газового потоку в апараті. Насадок скрубери заповнюють насадочними елементами різної конфігурації, які утримуються на опорних ґратах. До безладної насадки відносяться кільцева (при завантаженні навалом), седлообразно, шматками; в регулярній - хордові, блокова, уголковая.

Недоліками насадок скруберів є часті забивання насадки при обробці запилених газів, що обмежує область їх застосування в техніці пиловловлення. Насадок колони доцільно застосовувати лише при уловлюванні добре смачиваемой пилу, особливо в тих випадках, коли процеси уловлювання супроводжуються охолодженням або очищенням газів від інших компонентів.



3.8.2. Барботажние і пінні апарати


У барботажних апаратах очищаються гази у вигляді бульбашок проходять через шар рідини; при цьому внаслідок великої поверхні зіткнення газів з рідиною протікає процес очищення газів від зважених часток. Очищаються гази барботируют в рідину через трубки, опущені в шар рідини. Для дроблення газів на дрібні бульбашки край барботажной трубки часто роблять зубчастим. Ефективність подібних апаратів досить велика, однак через складність виготовлення вони мають обмежене застосування в промисловості.

У пінних апаратах пилоуловлювальний ефект досягається в результаті руху газу, що очищається через шар піни. Піна в цих апаратах може формуватися різними способами: на решітці, куди подається рідина, що продувається знизу повітряним потоком або при ударі повітряного потоку про дзеркало рідини.

Пінні пиловловлювачі широко поширені в хімічній промисловості. Вони прості за конструкцією і досить ефективні. На відміну від барботерів в пінних пилоуловлювачах гази проходять через рідину зі швидкістю, що перевищує швидкість вільного спливання бульбашок, що створює умови для утворення високотурбулізованной піни.

Пінні газопромивачі представляють собою вертикальний апарат круглого або прямокутного перерізу, у внутрішній порожнині якого встановлені перфоровані або щілинні решітки. Очищаються гази надходять до ґрат знизу. В результаті інтенсивного перемішування газу з рідиною в шарі піни відбувається змочування і виділення з потоку пилоподібних частинок, які виводяться з апарату у вигляді шламу, а очищені гази виходять через патрубок, розташований у верхній частині апарату.

Існують пінні пиловловлювачі з провальною (а) і переливний (б) решітками.У першому з них рідина як би «провалюється» крізь отвори в решітці, через які надходить очищений потік. Апарати з переливними гратами можуть працювати з вільним зливом піни через зливний поріг. Для ефективної роботи апаратів як з провальними, так і переливними гратами важливо, щоб рідина і газ рівномірно розподілялися по поверхні решіток.

У пінних апаратах з переливними гратами витрачається приблизно в три рази менше рідини і допустимі значні коливання навантаження по газу і рідини, ніж в апаратах з провальними гратами. Однак решітки провального типу менше забиваються пилом, оскільки стікає в отвори вода змиває осад з решіток.

Необхідно відзначити, що при швидкості газу більш 1,0-1,2 м / с в пінних апаратах можливий сильний винесення крапель води. Тому в перерізі апарату над шаром піни повинен бути встановлений каплеуловитель. Останніми дослідженнями в області вдосконалення пінних апаратів було встановлено, що над основною гратами повинен бути розташований спеціальний випрямляч висотою 60 мм у вигляді сот з осередками (35х35 мм). Стільники вирівнюють шар піни по всій площі решітки і дозволяють збільшити швидкість газу в перерізі корпусу апарату до 3 м / с.

З метою інтенсифікації масо- і теплообмінних процесів в останні роки набув поширення апарат, в якому рухомий насадкою служать порожнисті і суцільні кулі з поліетилену, полістиролу та інших пластичні мас.

У корпусі апарату між нижньою опорно-розподільчої гратами і верхньої обмежувальної гратами поміщається шар порожніх куль. Ці апарати успішно застосовували для мокрого знепилювання газів в процесах, що супроводжуються утворенням суспензій і опадів, коли інші апарати виявлялися непридатними.

При гідравлічному опорі від 1500 до 2000 Па в апараті з псевдозрідженим кульової насадкою вловлюється до 99% частинок розміром від 2 мкм і більше.

Пінні пиловловлювачі ЛТИ використовують для тонкого очищення технологічних, димових і вихлопних газів, а також вентиляційного повітря від пилу, туманів і інших забруднень, забезпечуючи більш високу ступінь очищення в порівнянні з мокрими пиловловлювачами інші типів.



3.8.3. Апарати ударно-інерційного типу


Мокрі газоочисні апарати ударно-інерційного типу працюють за принципом інерційного осадження частинок під час подолання очищаються газами перешкоди або при різкій зміні напряму руху газового потоку над поверхнею рідини.

Мокрий ударно-інерційний пиловловлювач являє собою вертикальну колону, в нижній частині якої знаходиться шар рідини. Запилені гази зі швидкістю 20 м / с направляються зверху вниз на поверхню рідини. При різкій зміні напряму руху газового потоку (на 180 °) зважені частинки, що містяться в газах, проникають в воду і осідають в ній, а очищені гази нацьковував в вихідний газопровід. Пиловловлювачі цього типу задовільно працюють в разі добре змочують пилу з розміром частинок більше 20 мкм. Шлам з апарату видаляється періодично або безперервно через гідрозатвор. Для видалення ущільненого осаду з дна застосовують змивні сопла.

Серед мокрих пиловловлювачів ударної дії можна виділити ще два найбільш поширених в промисловості апарату: статичний пиловловлювач ПВМ, типу ротоклони і скрубер ударної дії (скрубер Дойля).

Продуктивність промислових ротоклони становить від 2500 до 90000 м 3 / год. Експлуатаційним гідністю ротоклони є можливість зміни продуктивності (в межах 25% від номінальної) без помітного зниження ефективності. Інститутом Гіпротяжмаш був розроблений пиловловлювач продуктивністю до 40000 м 3 / год. Він обладнаний пристроєм для автоматичної водоподпіткі і підтримки рівня води в апараті. Апарат показав хороші результати по ефективності очищення аспіраційного повітря і рекомендований до застосування для очищення вентиляційних викидів від несліпающіеся і нецементірующіхся пилу.

В скрубер Дойля газ на очищення надходить через труби, в нижній частині яких встановлені конуси, що збільшують швидкість газових потоків (до 35-55 м / с). З цією швидкістю газовий потік ударяється об поверхні рідини, створюючи завісу з крапель. Рівень рідини в скрубері на 2-3 мм нижче кромки газопідвідної труби, а гідравлічний опір становить 1500 Па. Технічна характеристика скрубера Дойля приведена в табл. 11


Таблиця 11.

Технічна характеристика скрубера Дойля

вид пилу

Запиленість, г / м 3

Ефективність очищення,%

Витрата води, м 3 / год на 100 м 3 газу


на вході

на виході



зола

23,1

0,342

98,4

4,0

Свинцевий агломерат (від дробарок)

1,91

0,0071

99,6

0,8

Свинцевий агломерат (від сушильних печей)

4,75

0,101

97,9

1,36

фосфорити

17,5

0,468

97,4

1,92

вугілля

4,4

0,06335

98,6

1,36


3.8.4. Апарати відцентрового типу.


Принцип використання відцентрової сили для уловлювання пилу, широко використовуваний в циклонах, знайшов застосування і в апаратах мокрого очищення. Обертання газового потоку в апаратах відцентрового типу здійснюється за допомогою спеціальних напрямних лопаток або шляхом тангенціального підведення газу. Зрошення апаратів здійснюють форсунками, встановленими в центральній частині апарату або уздовж його стінок.

Над форсунками передбачається вільна від зрошення зона, яка служить для сепарації крапельної рідини. Найбільше застосування в промисловості отримали відцентрові скрубери з тангенціальним підведенням газів.

Пиловловлювач з водяною плівкою (ПВП) розрахований на очищення запиленого вентиляційного повітря від будь-яких видів злежуються пилу. Корпус такого циклону є циліндр, в нижній частині якого тангенциально закріплений патрубок для підведення запиленого газу. Внутрішня стінка циклону зрошується водою, що стікає по ній у вигляді плівки.

Якщо вміст пилу перевищує 2 г / м 3, перед циклоном з водяною плівкою рекомендується встановлювати першу ступінь очищення у вигляді сухого циклону або іншого інерційного пиловідокремлювачі. Циклони ЦВП не застосовують для очищення агресивних газів.

Відцентровий скрубер ОТІ призначений для очищення димових газів від золи. Апарат можна застосовувати для очищення димових газів при спалюванні твердого палива з вмістом сірки не більше 1% і температурі надходять на очистку газів не вище 200 ° С. Скруббер ОТІ складається з сталевого циліндра з конічним днищем, вхідного патрубка, зрошувальної системи та гідравлічного затвора. Вхідний патрубок апарату приварюється тангенциально до внутрішньої поверхні.

Ступінь очищення газів в скрубері ОТІ досягає 90% і не залежить від змочуваності пилу, зміни щільності зрошення (в межах від 0,06 до 0,14 кг / м 3) і концентрації пилу в газах (до 20 г / м 3). Технічна характеристика відцентрових скруберів приведена в табл. 12.


Таблиця 12.

Технічна характеристика відцентрових скруберів ОТІ

Внутрішній діаметр, мм

Максимальна продуктивність, м 3 / с

Витрата води на зрошення, м 3 / год

Ставлення коефіцієнта гідравлічного опору до швидкості газу на вході

Внутрішній діаметр, мм

Максимальна продуктивність, м 3 / с

Витрата води на зрошення, м 3 / год

Ставлення коефіцієнта гідравлічного опору до швидкості газу на вході

500

1,10

0,7

46,5

1200

6,30

2,1

35,2

700

2,15

1,1

40,3

1300

7,40

2,35

34,7

900

3,55

1,5

37,3

1400

8,60

2,65

34,1

1000

4,40

1,7

36,6

1500

9,85

2,95

33,8





1600

11,20

3,25

33,5



3.8.5. скрубер Вентурі

Скрубер Вентурі є найбільш поширеним апаратом цього класу. Його виконують у вигляді труби, що має плавне звуження на вході (конфузор) і плавне розширення на виході (дифузор). Найбільш вузька частина труби Вентурі називається горловиною. У конфузор на деякій відстані від горловини за допомогою форсунок підводиться рідина. Запилений потік з великою швидкістю проходить через горловину і входить в дифузор. В процесі витікання газу через горловину відбувається тісний контакт між газом і рідиною. Процес очищення газу в апараті можна розглядати як фільтрування газу через об'ємний фільтр, що складається з дрібних крапельок; утворюються при дробленні рідини.

При очищенні гарячого вологого газу підвищення ефективності процесу сприяє охолодження газу нижче точки роси і виділення сконденсованої вологи.При русі газу через діффузорний ділянку труби швидкість потоку знижується, в результаті відбувається агрегація дрібних крапель. Для їх уловлювання за трубою Вентурі зазвичай встановлюють циклони або інші апарати подібного типу. |

По конструкції різні типи турбулентних промивачів відрізняються конфігурацією поперечного перерізу труби-розпилювача (кругле, прямокутне), місцем подачі зрошувальної рідини (в конфузор або горловину) і конструкцією краплевловлювача.

Ефективність уловлювання пилу в скрубберах Вентурі збільшується з ростом швидкості газів в горловині та щільності зрошення. Оптимальне співвідношення між швидкістю газів в горловині труби і щільністю зрошення визначають для кожного виду пилу, воно залежить від її дисперсного складу. Так, при уловлюванні частинок пилу, розміри яких менше 0,1 мкм, велике значення набуває тривалість контакту запилених газів з поверхнею диспергує рідини. У цьому випадку підвищення ефективності може бути досягнута при зниженні швидкості газів до 50 м / с і збільшенні щільності зрошення до 3,5 л / м 3 газу.

Залежно від способу підведення зрошувальної рідини можна розрізняти основні типи апаратів з центральним підведенням рідини в конфузор, з периферійним зрошенням (в конфузорі або в горловині), з плівковим зрошенням, з бесфорсуночним і форсунковим збільшити обсяги виробництва.

3.8.6. електричні фільтри

Одним з найбільш досконалих способів очищення промислових газів від пилу і туманів є електрична очищення в електрофільтрах.

Широке застосування електрофільтрів для уловлювання твердих і рідких частинок обумовлено їх універсальністю і високим ступенем очищення газів при порівняно низьких енерговитратах. Ефективність установок електричної очистки газів досягає 99%, а в ряді випадків і 99,9%. Такі фільтри здатні вловлювати частинки різних розмірів, в тому числі і субмікронні, при концентрації частинок в газі до 50 г / м 3 і вище.

Промислові електрофільтри широко застосовують в діапазоні температур до 400-450 ° С і більше, а також в умовах впливу корозійних середовищ.

Електрофільтри можуть працювати при розрідженні і під тиском газів, що очищаються. Вони відрізняються відносно низькими експлуатаційними витратами, проте капітальні витрати на спорудження електрофільтрів досить високі, тому що ці апарати металлоемки і займають велику площу, а також забезпечуються спеціальними агрегатами для електроживлення. При цьому зі зменшенням продуктивності установок по газу питомі капітальні витрати сильно зростають.

Переважною областю застосування електрофільтрів з точки зору економічної доцільності є очищення великих обсягів газу.

До недоліків електрофільтрів поряд з їх високою вартістю слід віднести високу чутливість процесу електричної очистки газів до відхилень від заданого технологічного режиму, а також до механічних дефектів внутрішнього обладнання.

Іноді властивості газопилового потоку є серйозною перешкодою для здійснення процесу електрогазоочісткі (наприклад, при високій питомій електричному опорі пилу або коли очищається газ являє собою вибухонебезпечну суміш).

Уловлювання пилу в електрофільтрах засноване на відомій здатності разноименно заряджених тел притягатися один до одного. Пилоподібним часткам спочатку повідомляється електричний заряд, після чого вони осідають на протилежно зарядженому електроді.

Коли в міжелектродному просторі проходить газ зі зваженими пилоподібними частинками, іони газу адсорбуються на поверхні пилинок, внаслідок чого порошинки заряджаються і набувають здатність переміщатися під впливом електричного поля до осаджувальних електродів. Осів на електродах пил періодично видаляють. Таким чином, електрогазоочістка включає процеси утворення іонів, зарядки пилоподібних частинок, транспортування їх до осаджувальних електродів, періодичне руйнування шару накопичилася на електродах пилу і видалення її в пилесборний бункери.

Зі збільшенням напруженості електричного поля і величини заряду, одержуваного частинками, швидкість руху заряджених частинок до електрода зростає. Електрофільтр буде тим краще вловлювати пил, чим більше його довжина, вище напруженість поля і менше швидкість газу в апараті.

Різні конструкції електрофільтрів відрізняються напрямком ходу газів (вертикальні, горизонтальні), формою осаджувальних електродів (пластинчасті, С-образні, трубчасті, шестигранні), формою коронирующих електродів (голчасті, круглого або штикового перетину), числом паралельно працюючих секцій (одно- і багатосекційні) . Електрофільтри поділяються на сухі і мокрі.

У сухих електрофільтрах зазвичай уловлюються тверді частинки, які видаляються з електродів струшуванням. Очищається в сухому електрофільтрі газ повинен мати температуру, що перевищує точку роси, щоб уникнути конденсації вологи, поява якої може викликати корозію апарату.

У мокрих електрофільтрах можна вловлювати тверді і рідкі частинки, що змиваються з поверхні електродів орошающей рідиною (зазвичай водою). Температура газу, що надходить в мокрий електрофільтр, повинна бути близькою до точки роси або дорівнює їй. Якщо рідкі частинки самостійно стікають з електродів в міру їх накопичення, то мокрі електрофільтри можуть не мати спеціальних пристроїв для промивання.

Існують два основних типи осаджувальних електродів - пластинчасті і трубчасті. Пластинчасті електроди використовуються, як в горизонтальних, так і в вертикальних електрофільтрах, а трубчасті - тільки в вертикальних. Трубчасті осаджувальні електроди краще пластинчастих внаслідок кращих характеристик електричного поля. Однак забезпечити гарне струшування трубчастих електродів складно, і тому їх рідко застосовують в сухих електрофільтрах і досить широко в мокрих.


додаток

Розрахунки пиловловлюючого обладнання

1. Розрахунок швидкісного пиловловлювача



При розрахунку швидкісного пиловловлювача визначають розміри, гідравлічне опір, ефективність турбулентного промивача.

Режим роботи труби - коагулятора (швидкість газу в перерізі горловини і питома витрата води) вибирають в залежності від характеристики пилу і її дисперсного складу, а також від необхідної ефективності очищення газу.

Розрахунок ефективності роботи скрубера Вентурі може бути здійснений на підставі даних фракційної ступеня очищення газів і за допомогою енергетичної теорії мокрого пиловловлювання. Суть енергетичної теорії мокрого пиловловлення, заснованої на законі збереження енергії, полягає в наступному.

Ефективність будь-якого мокрого апарату газоочистки при уловлюванні певного виду пилу залежить тільки від втрати тиску і не залежить від розміру і конструкції пиловловлювача. До загального витрата енергії на очищення газу включається як енергія, що витрачається на подолання опору при проході запиленого газу через апарат, так і витрачається на розпорошення води.

Витрату енергії на мокру очистку газу від пилу без урахування енергії, що витрачається на створення руху газу, визначають виразом



де До т - питома енергія зіткнення, що витрачається на очищення в мокрому пиловловлювачі 1000м ^ 3 газів, кДж;

Δp ап - гідравлічний опір апарату, Н / м І;

р ж - тиск розпилюючим рідини, Н / м І;

V ж, V г - витрата відповідно рідини і газу, мі / с.


Перший доданок у виразі (1) характеризує ступінь турбулізації газо-рідинного потоку в апараті, друге - якість диспергирования рідини. Їх вплив на величину залежить від типу апаратів. Наприклад, в скрубері Вентурі оснсвное впливає гідравлічний опір апарату. Залежність між ступенем очищення газу і витратами енергії виражають формулою



де B,? - Константи, які визначаються видом і дисперсним складом пилу і не залежать від типу і розмірів мокрого пиловловлювача.

Таблиця 1

Параметри B і c для деяких пилу


Номер кривої на рис. 1

Вид пилу або туману

B

c

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

-

-

-

-

Конверторна пил (при продувці киснем зверху)

тальк

Туман фосфорної кислоти

ваграночних пил

мартенівська пил

Колошниковий (доменна) пил

Пил вапняних печей

Пил, що містить окис цинку, з печей, що виплавляють латунь

Лужний аерозоль з вапняних печей

Аерозоль сульфату міді

Дурнопахнущіе речовини мильних фабрик

Пил мартенівських печей, що працюють на дуття, збагаченому киснем

Пил мартенівських печей, що працюють на повітряному дуття

Пил з доменних печей

Пил з томасівського конвертора

Пил, що утворюється при виплавці 45% -ного феросиліцію в закритих електропечах

Пил, що утворюється в содорегенераційних котлоагрегатах сульфатно-целюлозного виробництва

Пил від виробництва чорного лугу при обробці попередньо зволожених газів

Те ж, при обробці сухих газів

Частинки поташу з МГД-установок відкритого циклу

Пил, що утворюється при виплавці силікомарганцю в закритих феросплавних печах

Пил каолінового виробництва

Уловлювання сажі, що утворюється при електрокрекінг метану

Возгони свинцю і цинку з шахтних печей

Пил димових газів карбідної печі

Пил закритою печі, виплавляє вуглецевий ферохром

Зола димових газів ТЕЦ

9,88 · 10 -2

0,206

1,34 · 10 -2

1,355 · 10 -2

1,915 · 10 -2

6,61 · 10 -3

6,5 · 10 -4

2,34 · 10 -2

5,53 · 10 -5

2,14 · 10 -4

1,09 · 10 -5

1,565 · 10 -6

1,74 · 10 -6

0,1925

0,268

2,42 · 10 -5

4 · 10 -4

1,32 · 10 -3

9,3 · 10 -4

0,016

6,9 · 10 -3

2,34 · 10 -4

10 -5

6,06 · 10 -3

0,823 · 10 -3

6,49 · 10 -5

0,17

0,4663

0,3506

0,6312

0,6210

0,5688

0,891

1,0529

0,5317

1,2295

1,0679

1,4146

1,619

1,594

0,3255

0,2589

1,26

1,05

0,861

0,861

0,554

0,67

1,115

1,36

0,4775

0,914

1,1

0,3


Ці константи визначають тільки експериментальним шляхом.Їх значення для деяких пилу і туманів наведені в табл. 1.

Величина h незначно характеризує якість очищення в інтервалі високих ступенів очищення (0,98 - 0,99), тому в цьому випадку використовують поняття числа одиниць переносу:





З рівнянь (2) і (3) величину одиниць перенесення можна виразити формулою


У логарифмічних координатах формула (4) являє собою пряму лінію, тангенсом кута нахилу якої до осі абсцис є c, а величину B знаходять при перетині прямої з лінією, відповідної значенням K Т = 1,0

Знаючи N Ч, питому енергію K Т можна визначити за допомогою графіків, зображених на рис. 1 (номери ліній відповідають певному пилу по табл. 1).

Величина K Т враховує спосіб введення рідини в апарат, діаметр крапель, в'язкість, поверхневий натяг і інші властивості рідини.


Технологічний розрахунок мокрих відцентрових циклонів і скруберів



Розрахунок мокрих відцентрових апаратів полягає у визначенні їх основних розмірів, витрати води, гідравлічного опору та ефективності з очищення газу. Діаметр циліндричної частини циклонів і скруберів розраховують за формулою


де V - кількість газу, що підлягає очищенню при робочих умовах, м ^ 3 / c;

υ - середня швидкість газу в перерізі циліндричної частини апарату, м / с.

Витрата води, необхідної для зрошення стінок апаратів, визначається в залежності від їх діаметра за формулою


Gв = 0,14? D, л / с (2)


При такому витраті води товщина плівки буде не менше 0,3 мм, що виключить розриви на шляху її руху по стінках.

Гідравлічний опір циклонів і скруберів знаходять за формулою



де р - щільність газу в робочих умовах, Нсм,

υ - швидкість газу у вхідному патрубку, м / с;

ξ - коефіцієнт місцевого опору апарату.

Значення коефіцієнта місцевого опору циклонів залежить від діаметра:


Діаметр циклону, м. 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6

ξ 3,4 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6


Значення скрубберов типу МП - ОТІ? = 9, а для типу НС - ОТІ? = 2,6ч2,8.

Якщо у формулі (3) прийняти швидкість газу в циліндричній частині корпуса апарата, то значення коефіцієнта гідравлічного опору слід приймати для циклонів? = 30ч32? для скрубберов? = 33,5ч35,2.

Щоб визначити ступінь очищення газу або повітря в циклонах і скрубберах, необхідно знати їх фракційну ефективність. Для мокрих відцентрових циклонів і скруберів діаметром 1 м, за даними ОТІ, фракційна ефективність в залежності від швидкості витання часток пилу приведена в табл. 2.


Таблиця 2

Фракційна ефективність очищення газу від пилу в мокрих циклонах і скрубберах діаметром 1м,%


Швидкість газу у вхідному патрубку, м / с

Фракційна ефективність при швидкості витання часток, см / с

0 - 0,5

0,5 - 2

2 - 5

5 - 10

10-15

15-20

> 20

15

17

19

21

23

65,5

75,7

81,5

85

87,4

80

85,2

88,2

90,3

91,6

88

90

91,5

92,8

93,7

91

92

93,2

94,3

95,3

92,7

93,7

94,5

95,5

96,4

94

95

95,8

96,7

97,6

98

98,5

99

99,5

100


Швидкість витання часток в залежності від їх розміру і щільності знаходять по номограмі. За цими даними загальний ступінь очищення газу визначають за формулою (4).

Для циклонів іншого діаметра D м ступінь очищення газу може бути уточнена за формулою



У деяких випадках потрібно знати кінцеву температуру газу на виході з циклону або скрубера. Її можна визначити за емпіричною формулою



де t ВИХІД - температура газу на виході з апарату, С;

t ВХ - температура газу перед апаратом, С;

t Н - температура води, що надходить на зрошення, С;

t До-температура воли на виході з апарату, яка приймається на 5 - 10 С менше температури мокрого термометра газу, С;

с - теплоємність газу, Дж / (кг · С);

- Щільність газу перед апаратом, кг / м ?.




Розрахунок полого скрубера

Кількість тепла, яке необхідно відняти від газу в процесі його охолодження і передати рідині (воді), розраховують за формулою

Q = V 0 (c + f 1 c П) (t 1 -t 2); Дж / с (1)


де V 0 - кількість сухого газу при нормальних умовах, м? (н) / с;

с - об'ємна теплоємність сухого газу при нормальних умовах, Дж / (м? (н) · ° C);

з П - теплоємність водяної пари, Дж / (кг · ° C);

f 1 - початкове вологовміст газу, кг / м? (н);

t 1, t 2 - відповідно початкова і кінцева температури газу на виході в скрубер і на виході з нього, ° C.


Нехтуючи тепловтратами в навколишнє середовище, корисний робочий об'єм скрубера розраховують за формулою



де k - об'ємний коефіцієнт теплопередачі в скрубері, Вт / (м? · ° С);

? T - середня різниця температур газу і рідини, ° C.


Залежність об'ємного коефіцієнта теплопередачі від щільності зрошення і масової швидкості в скрубберах була отримана Г.Ф. Алексєєвим та В.А. Оленева досвідченим шляхом при дослідженнях охолодження і очищення доменного газу водою:


ккал / (м 3 * год * 0 С), (3)


де U - щільність зрошення, кг / (м? · год);

ρ Г - щільність газу, кг / м ?;

υ Г - швидкість газу, м / с.


Таблиця 3

Коефіцієнт теплопередачі і випаровування в порожніх скрубберах (практичні дані)





















Для деяких газів об'ємний коефіцієнт теплопередачі в скрубберах наведено в табл. 3. Коефіцієнт теплопередачі залежить від режимних параметрів рідини та газу в скрубері.

Його значення збільшується зі зростанням відносної швидкості газу і крапель, а також зі зменшенням розміру крапель і знижується з ростом величини питомої зрошення.

Середню різницю температур газу і води в скрубері (газ і вода рухаються протитечією) визначають з виразу




де t 1, t 2 - початкова і кінцева температура газу, ° C;

t Н, t К - початкова і кінцева температура води, ° C.



Список використаної літератури:




Алієв Г.М. Пристрій і обслуговування газоочисних і пиловловлюючих установок - М .: Металургія, 1983

Гордон Г.М., Пейсахов І.Л. Пиловловлювання і очищення газів - М .: Металургія, 1968

Денисов С.І. Уловлювання та утилізація пилу і газів - М .: Металургія, 1991

Дубальская Е.Н. Очищення газів, що відходять - М., 1991

Коузов П.А., Малигін А.Д., Скрябін Г.М. Очищення від пилу газів і повітря в хімічній промисловості - Л .: Хімія, - Ленінградське відділення. тисяча дев'ятсот вісімдесят дві

Ю.В. Красовицький, А.В. Малинов, В.В. Дуров Обезпилювання промислових газів в фаянсовому виробництві - М .: Хімія, 1994.

Лаптєв А.А., Прийомов С.І., Родічкіна І.Д., Шемшученко Ю.С. Охорона та оптимізація навколишнього середовища - Київ .: Либідь, 1990

Охорона навколишнього середовища: Довідковий посібник / Упоряд. Л.П. Шариков. - Л .: Суднобудування, 1978

Пірумов А.І. Обезпилювання повітря - М .: Стройиздат, 1974

Пірумов А.І. Обезпилювання повітря - 2-е изд., Испр. і доп. - М.: Стройиздат, 1981

Родіонов А.І., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техніка захисту навколишнього середовища - М .: Хімія, 1989

Довідник по пило-та золоулавліванія - М .: Енергія, 1975

Старк С.Б. Газоочисні апарати і установки в металургійному виробництві - М .: Металургія, 1990

Страус В. Промислова очистка газів - М .: Хімія, 1981

Штокман Е.А. Очищення повітря - М .: Изд. АСВ, 1999.







Головна сторінка


    Головна сторінка



Очищення газоподібних викидів від аерозолів

Скачати 118.89 Kb.