Содержание
Содержание………………………………………………………1
1. Введение……………………………………………………….2
2. Механические методы очисти воздуха…………….………3
2.1 Инерционное пылеулавливание…………………………..4
2.2 Циклон……………………………………………………..…4
2.3 Фильтрация ……………………………………....................5
3. Фильтры……………………………………….........................6
3.1 Сухие пористые фильтры…………………………….……7
3.2 Смоченные пористые фильтры……………………………9
3.3 Фильтрующие материалы ФП………………………..…..11
Введение
Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Если в недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявлялась отрицательно лишь на ограниченных, хоть и многочисленных территориях, а сила воздействия была несравненно меньше мощного круговорота веществ в природе, то теперь масштабы естественных и антропогенных процессов стали сопоставимыми, а соотношение между ними продолжает изменяться с ускорением в сторону возрастания мощности антропогенного влияния на биосферу.
Актуальность данной темы состоит в следующем: атмосферный воздух - это жизненно важный компонент окружающей среды. Опасные загрязняющие вещества, попадая в атмосферный воздух, переносятся на большие расстояния. Осаждаясь, они попадают в почву, воду, тем самым загрязняя их.
Это оказывает большое неблагоприятное воздействие на растительный мир и животный мир. Немалый вред загрязнения приносят здоровью человека.
Человечеству угрожает смертельная опасность. И опасность эта кроется в катастрофически быстром изменении климата, загрязнение воздуха, вод и почвы, появление новых болезней, вымирание сотен тысяч видов животных и растений - первые угрозы надвигающейся угрозы.
Опасность непредсказуемых изменений в стабильном состоянии биосферы, к которому исторически приспособлены природные сообщества и виды, включая самого человека, столь велика при сохранении привычных способов хозяйствования, что перед нынешними поколениями людей, населяющими Землю, возникла задача экстренного усовершенствования всех сторон своей жизни в соответствии с необходимостью сохранения сложившегося круговорота веществ и энергии в биосфере. Кроме того, повсеместное загрязнение окружающей нас среды разнообразными веществами, подчас совершенно чуждыми для нормального существования организма людей, представляет серьезную опасность для нашего здоровья и благополучия будущих поколений.
Цель данной курсовой - рассмотреть методы очистки атмосферного воздуха.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
классифицировать систему очистки атмосферного воздуха;
рассмотреть способы очистки;
показать эффективность очистки в разнообразных условиях.
Объектом данного исследования является методы и средства защиты атмосферы.
Предметом данного исследования является очистки воздуха с использованием туманоуловителя.
Структура работы. Курсовой проект состоит из введения, трёх глав, разбитых на параграфы, заключения и списка использованной литературы. Работа размещена на сорока страницах.
Механические методы
Механические методы основаны на использовании сил тяжести, сил инерции, центробежных сил, диффузии, захвата и др. К этой группе методов относятся: инерционное пылеулавливание, мокрое пылеулавливание, фильтрация.
Инерционное пылеулавливание
Инерционное пылеулавливание основано на том, что твердые частицы и капли выпадают из запыленного газового потока при резком изменении его направления. Наибольшее распространение получили инерционные пылеуловители, которые предназначены для улавливания крупных фракций пыли размером более 50 мкм, и циклоны, используемые для удаления золы из дымовых газов и сухой (древесной, асбоцементной, металлической) пыли с размером частиц 25-30 мкм из воздуха, ротационные пылеуловители, предназначенные для очистки воздуха рабочих помещений.
Циклон
Принцип действия циклона - одного из самых распространенных пылеочистительных аппаратов - основан на использовании центробежной силы, возникающей при вращательно-поступательном движении газового потока: центробежная сила отбрасывает частицы пыли к стенкам корпуса циклона, затем частицы пыли, стекая по стенкам, выпадают в бункер, а очищенный газ через расположенный по оси циклона выхлопной патрубок выбрасываются в атмосферу или поступают к потребителю. Циклоны составляют самую многочисленную группу экотехнической аппаратуры - более 90 % от общего числа применяемых в промышленности пылеуловителей. Ими улавливается более 80 % от общей массы уловленной всеми аппаратами пыли
Мокрое пылеулавливание основано на промывании запыленного газового потока жидкостью, подаваемой в виде брызг или тумана.
Действие аппаратов мокрой очистки газов основано на захвате частиц пыли жидкостью, которая уносит их из аппаратов в виде шлама. Процессу улавливания пыли в мокрых пылеуловителях способствует конденсационный эффект - укрупнение частиц пыли за счет конденсации на них водяных паров. Поскольку в этих аппаратах процесс пылеочистки обычно сопровождается процессами абсорбации и охлаждения газов, они применяются и в качестве теплообменных аппаратов, и для очистки газообразных составляющих. Обычно в качестве орошающей жидкости, если не требуется химическая очистка, используется вода. Часто аппараты мокрой очистки газов используются в качестве предварительной ступени перед аппаратами других типов.
Аппараты мокрой очистки газов называются пенными газоочистителями и скрубберами, они подразделяются на полые и насадочные, центробежные, динамические, турбулентные. Скрубберы (рис.15) удаляют частицы размером более 10 мкм, а пенные газоочистители улавливают частицы размером до 2 мкм. Они применяются на участках окраски изделий и нанесения полимерных покрытий в замкнутых системах воздухопользования. Эффект очистки составляет 90-99 %.
2.3 Фильтрация
Фильтрация основана на пропускании запыленного газового потока через фильтрующий материал. Фильтрацию применяют для сверхтонкой очистки атмосферного воздуха от древесной, асбоцементной, абразивной пыли, золы, сажи, частиц металлов, их оксидов, ангидридов. В зависимости от фильтрующего материала, фильтры принято делить на тканевые, волокнистые, пористые и зернистые (из сыпучих материалов). В тканевых фильтрах используют не только ткани, но и нетканые материалы, такие как войлок или фетр. Фильтры из хлопчатобумажных тканей применяются для фильтрации нейтральных и щелочных газов при относительно невысокой температуре. В волокнистых фильтрах применяют набивные слои из натуральных или синтетических волокон, шлаковаты, стружки металлов или полимерных материалов, а так же сформированные слои (фильтровальная бумага, картон). Широкое распространение получили фильтры из синтетического и стеклянного волокна. Они обладают высокой термостойкостью и механической прочностью. Наиболее распространенными пылеулавливающими аппаратами, работающими по методу фильтрации, являются рукавные фильтры, которые представляют из себя мешок, натянутый на трубчатую раму. Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей применяют волокнистые фильтры - туманоулавители улавливающие частицы размером менее 3 мкм, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности волокон с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести. Эффективность очистки составляет 90-99 %.
Фильтры
Воздушные фильтры могут быть разделены на три класса, из которых фильтры I класса задерживают пылевые частицы всех размеров (при низшем пределе эффективности очистки атмосферного воздуха 99%), фильтры II класса — частицы размером более 1 мкм (при эффективности 85%), а фильтры III класса — частицы размером от 10 до 50 мкм (при эффективности 60%).
Фильтры I класса (волокнистые) задерживают пылевые частицы всех размеров в результате диффузии и соприкасания, а также крупные частицы в результате их зацепления волокнами, заполняющими фильтр.
В фильтрах II класса (волокнистых с более толстыми волокнами) частицы мельче 1 мкм задерживаются неполностью. Более крупные частицы эффективно задерживаются в результате механического зацепления и инерции. Задержание частиц крупнее 4—5 мкм в сухих фильтрах этого класса малоэффективно.
В фильтрах III класса, заполненных более толстыми волокнами, проволокой, перфорированными и зигзагообразными листами и т.п., в основном действует инерционный эффект. Для уменьшения пор и каналов в заполнении фильтров последние смачиваются.
Сухие пористые фильтры
Рулонный волокнистый фильтр ФРУ выполнен в виде коробчатого каркаса, через сечение которого протекает очищаемый воздух. Каркас в верхней и нижней частях имеет катушки-барабаны, На верхнюю катушку наматывается в виде рулона фильтрующий материал, полотнище которого пропускается через живое сечение фильтра и закрепляется на нижней катушке. Воздух, проходя через полотнище, оставляет в нем пыль.
Рулонные фильтры ФРУ снаряжаются фильтрующим материалов ФСВУ из упругого стекловолокна в виде матов длиной 15—25 м.
На одной из боковых стенок каркаса фильтра установлен механический привод с электродвигателем (V=0,27 кВт), обеспечивающий работу механизмов фильтра.
Сопротивление фильтра возрастает с накоплением в фильтрующее материале пыли. При достижении расчетной величины сопротивление материал перематывается с верхней катушки на нижнюю, в результате чего в воздушный поток вводится чистый материал и сопротивление фильтра падает. Предусмотрена ручная и автоматизированная перемотка фильтра, для обслуживания верхней катушки должна быть устроена рабочая площадка с лестницей. Рулонные фильтры устанавливают в приточных системах вентиляции и в системах кондиционирования воздуха при запыленности атмосферного воздуха до 1 мг/м3.
Фильтры ФРУ выпускаются пропускной способностью от 20 000 до 120000 м3/ч с начальным сопротивлением 39—49 Па (4—5 кгс/м2) при удельной воздушной нагрузке 10000 м3/ч на 1 м2. Удельная пылеемкость при увеличении сопротивления с 39 до 137 Па (с 4 до 14 кгс/м2) может доходить до 300 г/м2% Фильтры ФРУ могут устанавливаться секциями шириной 800, 1050 и 1600 мм в зависимости от ширины кондиционера или камеры.
Фильтры ФРУ можно использовать как сухими, так и смоченными.
Кроме фильтров ФРУ, имеются рулонные волокнистые фильтры ФРП в которых в качестве фильтрующего материала принят нетканый фильтрующий материал ФВН.
Кассеты МИОТ. Эти кассеты устанавливаются в каркас фильтра и заряжаются пористой бумагой. Кассета состоит из двух глухих стенок из листовой стали толщиной 0,3 мм, в которых имеются зубья, на которые по всему периметру клинообразных вырезов укладывается сетчатая поверхность. Стенки кассеты своей гладкой стороной прикрепляются к рамке из угловой стали. К верхней части зубцов стенок приварены стальные трубки диаметром 4 мм, удерживающие зубцы на определенном расстоянии друг от друга.
После закладки бумаги и заправки выступающих краев на зубья стенок накладываются гребенчатые планки с зубьями, имеющими обратную отбортовку; зубья своей выпуклой частью вдавливают загнутые края бумаги в углубления зубьев глухих стенок и прижимают ее.
Кассета закрепляется клиновым задвижным зажимом, для чего в глухих стенках оставляются отверстия. В зубья планок вваривают тальные скобки. Для переноски кассеты и установки ее в каркас.
Смену бумаги следует производить после того, как сопротивление фильтра возрастет на 10 кГ/м2. В городской местности это составляет 2—4 месяцев. Бумагу после ее использования рекомендуется сжигать, а кассеты перед новой зарядкой следует промывать дезинфицирующим раствором.
Ячейковый губчатый фильтр ФяП представляет собой плоскую (коробчатую) ячейку высотой 85 мм, заполненную слоем модифицированного пенополиуретана толщиной 20—25 мм. Пенополиуретан обработан раствором щелочи для повышения его воздухопроницаемости.
Регенерацию фильтра осуществляют промывкой ячеек в холодной воде при сухой пыли или в теплой воде при липкой пыли. Пропускная способность фильтра при удельной воздушной нагрузке 7000 м3/ч на 1 м2 составляет 1540 м3/ч. Начальное сопротивление фильтра 59 Па (6 кгс/ /м2). Удельная пылеемкость при увеличении сопротивления с 59 до 118 Па (с 6 до 12 кгс/м2) составляет 200 г/м2. Эффективность очистки 80%,
Путем установки ячеек фильтров в каркасы из них образуют фильтрующие панели различной площади.
Предназначен фильтр ФяП для сухой очистки воздуха от пыли в приточных системах вентиляции при начальной запыленности воздуха не более 5—.10 мг/м3.
Смоченные пористые фильтры
Смачивание фильтров малоиспаряющимися вязкими жидкостями повышает их эффективность.
Для смачивания фильтров рекомендуется применять следующие сорта масел:
в холодный период года - висциновое (при минимальной температуре— 15 °С), индустриальное 12 или веретенное 2 (при —20 СС), трансформаторное (при —35 °С), приборное МВП (при —50 °С), водно-глицериновый раствор; парфюмерное;
в теплый период года — висциновое, индустриальное 20 или веретенное 3, водно-глицериновый раствор; парфюмерное.
Все эти масла обладают большой вязкостью, хорошо удерживаются на смоченных ими поверхностях, мало испаряются и не замерзают.
В самоочищающихся масляных фильтрах Кд-10006 (см. Приложение Л) и Кд-20006 воздух очищается от пыли в процессе его прохождения через две бесконечные непрерывно движущиеся сетки, смоченные маслом. Скорость первой по ходу воздуха сетки 16 см/мин, второй — 7 см/мин.
Фильтр состоит из металлического корпуса 1, бака для масла с ручной мешалкой для взмучивания осадка при сливе отработанного масла 2 и двух бесконечных проволочных сеток 3 и 4. Каждая сетка натянута между двумя валиками. Верхний валик — ведущий - закреплен в подшипниках и приводится во вращение электродвигателем 5 через двухступенчатый червячный редуктор и зубчатую передачу 6, а нижний — натяжной 7— установлен в подшипниках, которые перемещаются при помощи натяжных винтов. При движении сетки проходят через масляную ванну, где смывается осевшая на них пыль.
Для нормальной работы фильтра очищаемый воздух должен поступать равномерно но всему сечению фильтрующей поверхности со скоростью, не превышающей 3 м/с
Фильтры Кд-10006 и Кд-20006 имеют соответственно номинальную пропускную способность 10 000 и 20 000 м3/ч при удельной нагрузке 10000 м3/ч на 1 м2 и сопротивлении по воздуху 98 Па (10 кгс/м2). Эффективность улавливания частиц размером более 10 мкм составляет 95%.
Эти фильтры устанавливают для очистки воздуха от пыли в приточных системах вентиляции и системах кондиционирования воздуха.
Кроме перечисленных фильтров, промышленность выпускает масляные самоочищающиеся сетчатые фильтры для кондиционеров Кт 04.2000.0, Кт 06.2000.0, Кт 08.2000.0, Кт 16.2000.0 и Кт 25-.2000.0 производительностью соответственно от 40 000 до 250 000 м3/ч.
Фильтры ячейковые масляные ФяР системы инж. Е.В. Рекка выполнены в виде ячейки коробчатого типа (см. Приложение К), заполненной 12 гофрированными металлическими сетками. Из ячеек могут быть собраны фильтрующие панели различной площади.
Перед применением фильтры промасливают висциновым маслом № 2 или 3 путем погружения их в ванну с маслом. Затем, после стенания излишков масла, фильтры устанавливают на место. Регенерацию фильтров осуществляют промывкой ячеек в горячем (60°С) 5%-ном содовом растворе, а затем в горячей чистой воде. После сушки ячейки фильтров снова смачивают маслом.
Наряду с фильтрами ФяР применяются фильтры ФяВ, которые при той же конструкции и размерах заполняются гофрированными винипластовыми "сетками" (пленками) и двумя металлическими сетками. Фильтры ФяВ можно использовать как в замасленном, так и в сухом виде.
При удельной воздушной нагрузке 7000 м3/ч на 1 м2 пропускная способность фильтров ФяР и ФяВ составляет 1540 м3/ч. Начальное сопротивление их соответственно равно 39 Па (4 кгс/м2) и 49 Па (5 кгс/м2), а удельная пылеемкость у фильтра ФяР при увеличении сопротивлении