Очистка газов от пыли.
Многие современные технологические процессы связаны с дроблением или измельчением твёрдых веществ или с перевозкой сыпучих материалов. Во всех этих случаях образуются пылевые частицы. В связи с тем, что суммарная площадь поверхности пылевых частиц существенно больше, чем исходная площадь поверхности исходного материала, пылевые частицы чрезвычайно химически и биологически активны и, следовательно, чрезвычайно вредны. Пылевые частицы имеют разную форму, однако, их размер принято характеризовать параметром, называемым «седиментационный диаметр». Это диаметр частицы, имеющей форму шара, скорость осаждения и плотность которой равна скорости осаждения и плотности исходной частицы.
Работа пылеулавливающих аппаратов основана на следующих механизмах осаждения частиц:
Гравитационное осаждение под действием силы тяжести
Инерционное осаждение
Центробежное осаждение
Диффузионное осаждение
Электрическое осаждение
Гравитационные аппараты.
В этих аппаратах пыль осаждается под действием силы тяжести. Простейшим гравитационным аппаратом является пылеосадительная камера.
Двухсекционная горизонтальная пылеосадительная камера:
Гравитационные аппараты имеют следующие преимущества:
Простота конструкции
Низкая стоимость
Малые эксплуатационные расходы
Малая скорость движения газа через аппарат и, следовательно малый необходимый перепад давления между входом и выходом аппарата и малые энергетические расходы
Возможность улавливания твёрдых абразивных частиц
Недостатки гравитационных аппаратов:
Большие габариты
Малая эффективность очистки
Более сложным гравитационным аппаратом является камера Говарда:
|
Инерционные пылеуловители.
Эффективность очистки может быть повышена, а габариты аппаратов уменьшены, если вдобавок к эффекту гравитационного осаждения придать частицам дополнительный импульс движения вниз. Действие инерционных аппаратов основано на резком изменении направления движения газопылевого потока. При этом, более тяжёлые пылевые частицы вследствие большей инерции будут сохранять первоначальные направления движения, а существенно более лёгкие молекулы газа будут резко изменять направление движения и выходить из аппарата.
Инерционный пылеуловитель:
Существенно более сложным инерционным аппаратом является жалюзийный пылеотделитель:
Центробежные пылеулавливающие аппараты.
Центробежные пылеуловители или циклоны – это пылеулавливающие системы, в которых твёрдые частицы удаляются из закрученного газового потока под действием центробежных сил.
В связи с тем, что центробежная сила, действующая на пылевые частицы больше чем гравитационная сила или сила инерции. Габариты центробежных аппаратов меньше, а эффективность выше, чем у гравитационных или инерционных аппаратов. Однако, для центробежных аппаратов требуется большая скорость движения газопылевой смеси и, следовательно, большой перепад давлений между входом и выходом аппарата и большие энергетические расходы. Если в газе присутствуют твёрдые абразивные частицы, то перед центробежным аппаратом необходимо ставить гравитационный или инерционный аппарат.
Схема циклона:
|
Газ поступает на очистку через трубу 1, по касательной к внутренней поверхности корпуса 2 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 3. Под действием центробежных сил пылевые частицы отбрасываются к стенкам корпуса, тормозятся и образуют на стенках пылевой слой 5, который постепенно стекает в бункер. Отделение частиц пыли от газа происходит в герметичном бункере при повороте газового потока на 1800. Очищенный газ выходит через трубу 4.
Второй вариант центробежного пылеуловителя – это так называемый ротационный пылеуловитель. Он более компактен чем циклон, т.к. вентилятор и пылеуловитель объединены в одном корпусе.
Рисунок пылеуловителя ротационного типа:
Вентиляторное колесо 1. Загрязнённый газ подаётся перпендикулярно плоскости рисунка. При работе вентиляторного колеса пылевые частицы за счёт центробежных сил отбрасываются к стенкам спиралеобразного корпуса 2 и движутся вдоль них к выходному отверстию 3, откуда попадают в специальный бункер. Очищенный газ выходит через трубу 4.
Электрические аппараты для очистки газа от пыли.
Процесс очистки в этих аппаратах основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего электрического разряда. Затем, при столкновении происходит передача заряда от ионов газа к частицам пыли, а уже заряженные пылевые частицы оседают на электродах аппарата.
Рисунок цилиндрического вертикального электрофильтра:
|
1- центральный коронирующий электрод
2- цилиндрический осадительный электрод
Пыль из аппарата удаляется механическим встряхиванием.
Фильтрующие аппараты.
Фильтрующий аппарат для очистки воздуха от мучной пыли.
Конструкция аппарата показана на рисунке.
Фильтрующий аппаратсостоит из ФЭК 1, закрепленных своими штуцерами в решетке 2. Решетка 2 прикреплена болтами к корпусу 3. Фильтрующий аппарат крепится на верхней части приемного бункера пневмотранспортной системы, предназначенной для перегрузки муки из хранилища в производственный цех. В процессе пневмотранспортирования в бункере 4 образуется пылевоздушная смесь, устремляющаяся через его верхнее выходное отверстие. Пылевоздушная смесь поступает в корпус 3 и далее на внешние поверхности ФЭК 1, где происходит отделение пылевидных частиц муки от воздуха. Очищенный воздух через штуцеры ФЭКов 1 выходит в атмосферу. Частицы муки, накопившиеся в виде слоя на фильтрующей поверхности ФЭК, при прекращении подачи воздуха под действием силы тяжести отделяются от поверхности ФЭК и падают в днище аппарата. Кроме того, отделению частиц от поверхности фильтрующих элементов и их регенерации способствует также вибрация бункера, возникающая при включении ротационных питателей муки, установленных в днище аппарата.
Технические характеристики аппарата:
Материал - нержавеющая сталь 12Х18Н10Т;
Габариты - 500х500х400 мм;
Число установленных ФЭК - 105шт.;
Суммарная поверхность фильтрования - 1,575 кв.м.;
Степень улавливания мучной пыли - 99.99972 %;
Усредненная удельная скорость воздуха ~3000 м3/(м2 час атм).
Мокрые аппараты для пылеочистки.
Как мокрые, так и сухие аппараты имеют свои достоинства и свои недостатки.
Достоинства сухих аппаратов:
Получение конечного продукта без дополнительной очистки
Отсутствие коррозии
Малый объём хранилища конечного продукта
Длительный срок службы
Недостатки сухих аппаратов:
Большие размеры
Ремонт аппарата и удаление сухой пыли опасно для персонала
Сухая пыль очень гигроскопична, легко впитывает воду и слёживается
Достоинства мокрых аппаратов:
Одновременное улавливание пыли и вредных газов
Охлаждение и промывка горячих газов
Отсутствие опасности пожара или взрыва
Малые габариты
Недостатки мокрых аппаратов:
Возможность кристаллизации растворённых веществ
Необходимость отстаивания или фильтрования нерастворённых частиц
Коррозия
Возможность замерзания жидкости на холоде
Мокрые пылеулавливающие аппараты называют скрубберы.
Схема скруббера:
|
1-жидкость с пылью
2-форсунки для распыления жидкости