ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЫЛИ И ПАРАМЕТРЫ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. История развития экотехники
1.1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ГАЗООЧИСТКИ
1.2. АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ
1.3. ТЕХНОГЕННЫЕ КАТАСТРОФЫИ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
1.4. СТАНОВЛЕНИЕ СИСТЕМЫГАЗООЧИСТИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
1.5. СОЗДАНИЕ ТРЕСТА "ГАЗООЧИСТКА" И ЛАБОРАТОРИИ НИОГАЗ
1. 6. ПЕРВЫЕ КАТАЛОГИ ТРЕСТА "ГАЗООЧИСТКА"
1.7. СОЗДАНИЕ СЕМИБРАТОВСКОГО ЗАВОДА ГАЗООЧИСТИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
1.8. СОЗДАНИЕ НИИОГАЗа И НОВОГО ГАЗООЧИСТИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
1.9. ЗАВОД - НИИ - ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
1.10. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1.11. ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ГАЗООЧИСТКА СЕГОДНЯ
1.12. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Глава 2. Инерционные аппараты.
Предисловие
2.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЫЛИ И ПАРАМЕТРЫГАЗОВОЙ СРЕДЫ.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЫЛИ
ПАРАМЕТРЫГАЗОВОЙ СРЕДЫ.
2.2. ОЧИСТКА ГАЗОВ В ОСАДИТЕЛЬНЫХ КАМЕРАХ.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫОСАДИТЕЛЬНЫХ КАМЕР
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ОСАДИТЕЛЬНЫЕ КАМЕРЫ
ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ОСАДИТЕЛЬНЫЕ КАМЕРЫ
2.3. ОЧИСТКА ГАЗОВ В ИНЕРЦИОННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯХ
ЖАЛЮЗИЙНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ
СПИРАЛЬНЫЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫСПИРАЛЬНЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕЙ И РЕЗУЛЬТАТЫИХ ИСПЫТАНИЙ
2.4. ОЧИСТКА ГАЗОВ ЦИКЛОНАХ ОДИНОЧНОГО, ГРУППОВОГО И БАТАРЕЙНОГО ИСПОЛНЕНИЯ
ВИЗУАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОТОКА В ЦИКЛОНЕ
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛОНА НА ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
а) Форма корпуса циклона
б) Диаметр циклона
в) Выхлопная труба циклона
г) Входной патрубок циклона
д) Бункер циклона
е) Высота корпуса циклона
ж) Улитка на выхлопной трубе циклона
ВЫБОР ЦИКЛОНОВ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
ГРУППОВЫЕ ЦИКЛОНЫ
КОМПОНОВКИ ЦИКЛОНОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР
ЦИКЛОНЫДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ АБРАЗИВНЫХ ПЫЛЕЙ
ПРЯМОТОЧНЫЕ ЦИКЛОНЫ
ЦИКЛОНЫДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ СЛИПАЮЩИХСЯ ПЫЛЕЙ
ЦИКЛОНЫДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ПЫЛЕЙ
БАТАРЕЙНЫЕ ЦИКЛОНЫ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ЦИКЛОНОВ
2.5. ОЧИСТКА ГАЗОВ В РОТАЦИОННЫХ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯХ
Глава 3. Аппараты фильтрации.
3.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫМЕХАНИЗМА ФИЛЬТРАЦИИ В МАТЕРЧАТЫХ ФИЛЬТРАХ.
3.2. КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРЧАТЫХ ФИЛЬТРОВ.
3.2.1. Классификация фильтровпо способу компоновки фильтровального материала.
3.2.2. Классификация фильтров по способу регенерации фильтровального материала.
3.2.3. Классификация фильтров по условиям применения.
3.3. РАЗРАБОТКА ОСВОЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА И ВНЕДРЕНИЕ МАТЕРЧАТЫХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ.
3.4. КОНСТРУКЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ МАТЕРЧАТЫХ ФИЛЬТРОВ ПРОИЗВОДСТВА "РОСГАЗООЧИСТКИ".
3.4.1. Фильтры типа ФРКИ.
3.4.2. Фильтры с двухсторонней импульсной продувкой типа ФРКДИ, ФРИ.
3.4.3. Рукавные фильтры с обратной продувкой типа ФРО.
3.4.4. Рукавные фильтры с обратной продувкой типа ФР.
3.4.5. Новые промышленные кассетные фильтры типа ФКИ.
3.5. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫИ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫМАТЕРЧАТЫХ ФИЛЬТРОВ.
3.5.1 Эффективность пылеулавливания
3.5.2. Удельные газовые нагрузки в рукавных фильтрах.
3.5.3. Гидравлическое сопротивление матерчатых фильтров.
3.6.ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
3.6.1. Разработка, производство и эксплуатация фильтровальных элементов.
3.6.2. Классификация фильтровальных материалов.
3.6.З. Основные показатели, определяющие свойства фильтровальных материалов.
3.6.4. Методики испытаний фильтровальных материалов.
3.6.5. Выпускаемые промышленностью Россиии странами СНГ фильтровальные материалы.
3.6.6. Рекомендации по применению фильтровальных материалов.
3.6.7. Фирменные названия некоторых близких по свойствам фильтровальных материалов
3.7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕРЧАТЫХ ФИЛЬТРОВ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПУТИ РАСШИРЕНИЯ ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ.
Глава 4.Электрофильтры.
4.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ.
4.1.1Электрические поля в электрофильтрах.
4.1.2.Коронный разряд в электрофильтрах.
4.1.3. Принцип устройства электрофильтров.
4.1.4. Этапы улавливания пыли в электрофильтрах.
4.1.4.1. Зарядка пылевых частиц.
4.1.4.2. Движение взвешенных частиц к осадительному электроду.
4.1.4.3. Осаждение заряженных частиц.
4.1.4.4.Удаление пыли с электродов. Пылеемкость.
4.1.5.Физическая сущность и классификация видов уноса пыли в электрофильтрах.
4.1.6. Параметры активной зоны электрофильтров.
4.1.6.1. Типы осадительных электродов.
4.1.6.2. О выборе типов коронирующих электродов.
4.1.6.3. О влиянии соотношений габаритных размеров корпуса на некоторые параметры электрофильтра.
4.2. КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ.
4.2.1. Сухие электрофильтры.
Электрофильтры типа УГ.
Электрофильтры типа ЭГА.
Техническая характеристика электрофильтров серии ЭГБ и ЭГВ.
Унифицированные электрофильтры типа УГТ
Сухие вертикальные электрофильтры.
4.2.2. Мокрые электрофильтры.
4.2.3. Подбор серийных электрофильтров для известных технологических условий.
4.2.4. Расчет электрофильтров для новых технологических условий.
4.2.5.Гарантийные зависимости для электрофильтров Росгазоочистки, изготовленных ОАО “ФИНГО”.
4.3. МЕТОДЫПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ.
4.3.1.0рганизационные работы по повышению эффективности электрофильтров
4.3.2. Контроль работы электрофильтров.
4.3.3. Снижение выбросов пыли из электрофильтров путем оптимизации режимов их работы (режимные методы).
4.3.3.1.Оптимизация встряхивания осадительных электродов.
4.3.3.2.Оптимизация встряхивания коронирующих электродов *
4.3.3.3. 0 величине ускорений, требуемых для отряхивания пыли.
4.3.3.4. О режиме работы опорно-проходных изоляторов.
4.3.3.5. Оптимизация распределения газов в электрофильтре
4.3.3.6. Оптимизация питания полей электрофильтра.
4.3.4. Снижение выбросов пыли путем изменения параметров пылегазовой среды (технологические методы)
4.3.4.1. Оптимизация скорости газов в активной зоне электрофильтра.
4.3.4.2. Учет влияния присосов атмосферного воздуха.
4.3.4.3. Оптимизация температуры газов в электрофильтрах.
4.3.4.4. Влияние размера улавливаемых частиц и его среднегеометрического отклонения на выбросы пыли из электрофильтра.
4.3.4.5. Влияние содержания дисперсной фазы на степень очистки газов.
4.3.4.6. Кондиционирование газов.
4.3.5. Конструктивные и проектные методы снижения выбросов пыли.
4.4. НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ ОАО “СФНИИОГАЗ”
4.4.1. Электрофильтры для улавливания катализатора
4.4.2. Электрофильтры для очистки газов от ДВС.
4.4.3. Пылеулавливающая установка асфальтосмесителя ДС117-2Е
4.4.4.Электрофильтры для очистки газов при плазменной резке металлов.
Глава 5.Мокрые аппараты.
Глава 6.Источники питания электрофильтров.
6.1. ВВЕДЕНИЕ.
6.2. РАЗВИТИЕ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ
6.3. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ СИСТЕМЫ“ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ - ЭЛЕКТРОФИЛЬТР”
6.4. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ НА НЕЛИНЕЙНУЮ ДИНАМИЧЕСКУЮ
АКТИВНО-ЕМКОСТНУЮ НАГРУЗКУ - ЭЛЕКТРОФИЛЬТР.
6.5. НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ПИТАНИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ.
6.6. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ.
Глава7. Новые технологии и конструкции экотехнических установок
с рукавными фильтрами и электрофильтрами.
7.1. ИМПУЛЬСНОЕ ПИТАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ.
7.1.1.Преимущества различных режимов импульсного питания.
7.1.2. Режим экономии электрической энергии.
7.1.3. Режим коррекции обратной короны.
7.1.4. Режим повышения эффективности очистки.
7.1.5. Схемы источников импульсного питания электрофильтров.
7.1.5.а. Схема импульсных источников, реализующая миллисекундные импульсы.
7.1.5.б. Схемы импульсных источников, реализующие микросекундные импульсы.
7.1.5.в. Схемы импульсных источников, реализующие наносекундные импульсы.

Инерционные аппараты

Предисловие

Инерционный метод очистки газа широко используется в пылеулавливающих аппаратах. Основой этого метода является инерционный эффект движения частиц пыли в газовой среде, имеющей плотность в тысячу раз меньше плотности пыли.
В результате происходит сепарация пыли из газового потока. Эффективность сепарации зависит от типа инерционного пылеуловителя, характеристики пыли и характеристики газового потока, в котором происходит сепарация.
К аппаратам инерционной очистки газа относятся: осадительные камеры, инерционные, жалюзийные и спиральные пылеуловители, циклоны, ротационные пылеуловители.
В настоящей главе представлены новые материалы экспериментальных исследований циклонных и спиральных пылеуловителей, ранее неизвестных в литературе.
Приводятся рекомендации по расчету и проектированию аппаратов инерционной очистки газа.
Содержание главы рассчитано на специалистов, работающих в области защиты атмосферы от пылевых выбросов промышленных предприятий.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЫЛИ И ПАРАМЕТРЫГАЗОВОЙ СРЕДЫ.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЫЛИ.

Характеристика промышленной пыли включает: дисперсный состав, плотность, удельная поверхность, абразивность, слипаемость, угол естественного относа.
Дисперсный состав показывает распределение отдельных фракций пыли по весу, измеряемых в микронах, к общей массе пыли, %.
Дисперсный состав характеризуется двумя параметрами- d₅₀ иs .
d₅₀ - средний (медианный) диаметр частиц пыли, соответствующий диаметру частиц пыли, по массе равной 50% от общей массы пыли.
s- дисперсия определяется отношением или
d₁₆ и d₈₄ - диаметры частиц пыли, соответствующие 16%, 84% от общей массы пыли.
Дисперсия (s) характеризует отклонение размеров частиц пыли от среднего размера (d₅₀). При увеличении дисперсии повышается доля мелких и крупных частиц пыли.
Определение дисперсного состава производится в лабораторных условиях по образцам пылей. Для грубой пыли, с размером частиц более 40 микрон, дисперсный состав находится методом просеивания пыли через калиброванные сита. Для тонкой пыли с размером частиц менее 40 микрон, дисперсный состав определяется жидкостной или воздушной сидементацией.
Плотность пыли истинная - (r _п) измеряется массой пыли в единице объема, кг/м³.
Плотность пыли насыпная - (r _п.н.) учитывает наличие пространства между отдельными частицами пыли. Насыпная плотность всегда меньше истинной плотности.
Удельная поверхность пыли - S, характеризует размер поверхности частиц пыли в единице ее массы – см²/г.
Удельная поверхность определяется путем измерения воздухопроницаемости слоя.пыли при давлении, близком к атмосферному, на приборе Т-3.
Зависимость между удельной поверхностью и средним диаметром частиц пыли для кварцевой пыли представлен на рис.2.1. [1].

Абразивность пыли - измеряется коэффициентом “Ка”.
Коэффициент абразивности определяет влияние данного вида пыли на степень износа пылеуловителя. При увеличенном (Ка) повышается износ стенок аппарата. Этот коэффициент должен учитываться при определении толщины стенок аппарата и выборе материала, из которого изготавливается пылеуловитель.
Наиболее высокий коэффициент абразивности имеют пыли литейных производств, строительных материалов, зола тепловых электростанций, работающих на твердом топливе.
Низкий коэффициент абразивности характерен для пылей пищевой, текстильной и деревообрабатывающей промышленности.
Слипаемость пыли - характеризуется разрывной прочностью слоя пыли, измеренной в Паскалях - Па.
По слипаемости пыль делится на 4 группы: неслипающаяся -менее 60 Па, слабо-липающаяся - от 60 до 300 Па, среднеслипающаяся-от 300 до 600 Па, сильнослипающаяся - более 600 Па. Повышенной слипаемостью обладают пыли химических производств, например, в производстве минеральных удобрений, моющих порошков и т.п. При улавливании таких пылей требуются специальные устройства для принудительного удаления налипшей пыли со стенок пылеуловителей.
Угол естественного откоса пыли в статике –a _ст определяется углом наклона металлической пластины, при котором начинает перемещаться пыль, находящаяся на пластине. Этот показатель учитывается при проектировании бункеров и пылевыгрузных устройств.
Некоторые характеристики наиболее распространенных видов пылей, образующихся в отдельных производствах, представлены в таблице 2.1. [2].

Таблица 2.1 Характеристика дисперсного состава пылей отдельных видов производств.

d₅₀ – средний (медианный) диаметр частиц пыли;
s - дисперсия;
r _п – плотность истинная;
r _п.н. – плотность насыпная;
a _ст – угол естественного откоса пыли (в статике);
S – удельная поверхность.

ПАРАМЕТРЫГАЗОВОЙ СРЕДЫ.

Основные параметры, характеризующие газовую среду: температура, вязкость, плотность, запыленность, объем газа, влажность, статическое давление.
Температура газа измеряется ртутным термометром, выше 500⁰ С - термопарой.
Вязкость газа характеризуется динамическим коэффициентом вязкости – m ₀. н.с./м², который зависит от химического состава газа и температуры.
На рис.2.2. приведен график изменения вязкости газа от температуры. Как видно с увеличением температуры вязкость газа повышается, что отрицательно влияет на величину эффективности улавливания в аппаратах инерционной очистки.

Рис. 2.2 Изменение вязкости воздуха в зависимости от температуры

Плотность газа определяется формулой:
кг/м³ (2.1)
r ₀ - плотность газа, приведенная к нормальным условиям (760 мм рт.ст., t= О⁰ С).
- дымовые газы r ₀ = 1,32 кг/нм³
- воздух r ₀ =. 1,29 кг/нм³
- запыленный газr ₃ =r₀ +z кг/нм³ (3)
Н_ст - статическое давление (+) или разрежение (-) газового потока в газоходе, кгс/м².
В - барометрическое давление, мм рт.ст.
t - температура газа, °С
z - запыленность газа, кг/нм³
На рис.2.3. представлен график изменения плотности дымовых газов от температуры при постоянном давлении. Согласно графику, с увеличением температуры снижается плотность газа, соответственно будет снижаться гидравлическое сопротивление пылеуловителей при очистке горячих газов.

Рис. 2.3 Плотность дымовых газов r _г в зависимости от температуры (r ₀ =1,32 кг/м³)
Запыленность газа.
Запыленность газа показывает количество пыли, находящейся в одном м³ газа, приведенного к нормальным условиям (г/нм³).
Запыленность измеряется путем отбора пробы запыленного газа с помощью пылезаборной трубки с фильтром.
Отсос запыленного газа через пылезаборную трубку производится аспиратором модели 822, имеющим газодувку и ротаметр. Во время проведения отбора пробы запыленного газа фиксируется время отбора, литраж отсасываемого газа через ротаметр, температура и статическое давление на входе в ротаметр, а также атмосферное давление и температура окружающей среды.
Пересчет количества газа, прошедшего через ротаметр, к нормальным условиям (В =760 мм рт.ст., t = 0⁰ С) производится по формуле:
нм³/ч (2.2)
где: Q объем газа, прошедшего через ротаметр в рабочих условиях, м³ /час
В - барометрическое давление, мм рт.ст.
t_г - температура газа на входе в ротаметр, ⁰ С
Р_{ст г} - статическое давление газа на входе в ротаметр, кгс/м²
После окончания отбора пробы, фильтр взвешивается. По разности веca чистого и запыленного фильтра определяется привес фильтра – “М”.
Запыленность газа:
г/нм³ (2.3)
где: М - привес фильтра, г
Q - поправка на количество пыли, осевшей в заборной трубке, г
q₀ - расход газа через ротаметр, приведенный к нормальным условиям, л/мин
t - продолжительность отбора пробы, мин.
В период отсоса скорость газа на входе в носик трубки должна быть равна скорости газа в газоходе, где проводятся замеры запыленности, т.е. должна соблюдаться изокинетичность отсоса.
Степень очистки газа:
%
где: z_вых.; z_вх - запыленность газа на выходе и входе из аппарата, г/нм³
Объем газа, проходящий через аппарат:

м³/ч
где: V_ср - - скорость газа, средняя в сечении газохода, м/с
F - площадь поперечного сечения газохода в точках замера скоростей, м²
Скорость газа:

м/с (2.4)
где: Р_дин - динамическое давление запыленного потока, кгс/м^2
P_г ^{- плотность газа, кг/м3
g- ускорение силы тяжести - 9,8 м/с2
Динамическое давление запыленного потока измеряется пневмометрической трубкой конструкции НИИГаз. Эта трубка отличается от стандартных пневмометрических трубок Пито - Прантли тем, что она не забивается пылью при замерах скорости на запыленных потоках. Коэффициент пневмометрической трубки НИИОГАЗ небольшой - в среднем К} _тр ^{= 0,56. Для сравнения, стандартные пневмометрические трубки имеют К} _тр ^{=0,98.
Динамическое давление:}

^{кгс/м2 (мм.вод.ст)
где: К} _тр ^{- коэффициент трубки
a - коэффициент наклона шкалы микроманометра
h - показатель шкалы микроманометра (мм вод.ст.)(кгс/м2)
Микроманометр должен быть заправлен чистым спиртом. Если он заправлен другой жидкостью, тогда Р} _дин ^{, определяется из выражения:}

^{где: r} _ж ^{- плотность жидкости, залитой в микроманометр (г/см3)
r} _сп ^{- плотность чистого спирта - 0,81 г/см3
Пересчет объема газа, измеренного в рабочих условиях, - м3/ч, на нормальные условия – нм3/ч, (В =760 мм рт.ст., t =0° С) производят по формуле (2.2.).
Влажность газа
Влажность газа измеряется содержанием водяных паров в одном м3 сухого газа при нормальных условиях. Определяется по формуле:}

^{кг/м3 (2.5)
где: M - масса условленного конденсата, г
Р}_нас ^{- давление насыщенных водяных паров, находится по таблице по температуре газа на входе в ротаметр (см.. приложение)
V}_{о вл} ^{- объем газовой пробы, прошедшей через ротаметр, л
В}_о ^{- барометрическое давление, Па
Величина влажности и температуры точки росы некоторых промышленных газов для отдельных видов производств приведены в таб.2.2. [4]}

^Табл.2.2

^{Статическое давление газового потока измеряется на стенке газохода через штуцер ф 3 мм v-образным водяным манометром.}