ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССАПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ




Процесс очистки газов от твёрдых и капельных примесей в различных аппаратах характеризуется несколькими параметра­ми, в частности общей эффективностью очистки:

n = (Свх - Свых)/Свх,

где Свх и Свых — массовые концентрации примесей в газе соответственно до и после пылеуловителя, п — эффективность очистки.

Если очистка ведётся в системе последовательно соединённых аппаратов, то общая эффективность очистки:

n = 1 - (1 –n1) • (1 – n2) • • • • • (1 - nп),

где n1, n2, nп — эффективность очистки 1, 2 и n-аппаратов.

Газы, подвергаемые очистке, вводятся через патрубок по касательной к внутренней поверхности корпуса. За счёт тан­генциального подвода происходит закрутка газопылевого пото­ка. Частицы пыли отбрасываются к стенке корпуса и по ней ссыпаются в бункер. Газ, освободившись от пыли, поворачива­ет на 180° и выходит из циклона через трубу. Циклон такой конструкции разработан НИИОГАЗом и предназначен для ула­вливания сухой пыли аспирационных систем. Их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавли­вать перед фильтрами или электрофильтрами. Для очистки газа от пыли используются цилиндрические (ЦП-11, ЦП-1Г), ЦП 24, ЦП-2) и конические (СК-ЦП-34, СК-ЦП-34М и (. ДК-ЦП-3.1) цик­лоны.

Для очистки больших масс газов используются батарейные циклоны, состоящие из большого числа параллельно установлен­ных циклонных элементов, расположенных в одном корпусе и имеющих общий подвод и отвод газов. Эффективность работы батарейных циклонов на 20-25% ниже, чем у одиночных, что объясняется пере током газов между циклонными элементами.

Для разделения газового потока на очищенный и обо­гащённый пылью газ используются жалюзийные пылеотделители.

На жалюзийной решётке поток газа, подаваемого на очист­ку, с расходом Qразделяется на два потока: очищенный с рас­ходом Q1=(0,8-0,9) Qи обогащённый пылью Q2=(0,1-0,2) Q. От­деление частиц пыли от основного газового потока на жалю­зийной решётке происходит под действием инерционных сил, которые заставляют частицы пыли двигаться вдоль жалюзий­ной решётки, а также за счет отражения частиц от поверхности решетки при соударении. Очищенный от пыли поток воздуха проходит через отверстия жалюзийной решётки. Обогащённый пылью газовый поток направляется в циклон, где очищается от пыли, и подводится в очищенный поток газа за жалюзийной решёткой. Жалюзийные пылеотделители отличаются просто­той конструкции, хорошо компонуются в газоходах и обеспечивают эффективность очистки, равную 0,8 для частиц размером более 20 мкм. Они применяются для очистки дымовых газов от крупнодисперсной пыли при температуре до 450—600 градусов по Цельсию.

Ротационные пылеуловители предназначены для очистки воздуха от частиц размером более 5 мкм и относятся к аппара­там центробежного действия, которые одновременно с перемеще­нием воздуха очищают его от пыли. Вентиляторное колесо обеспечивает подачу содержаще­го пыль воздуха или газа, причём частицы пыли, обладающие большей массой, под действием центробежных сил отбрасыва­ются к стенке спиралеобразного кожуха и движутся вдоль неё в направлении пыле приёмного отверстия, через которое они отво­дятся в пылевой бункер, а очищенный газ поступает в отводя­щий патрубок. На этом же принципе действия основаны и более сложные противопоточные ротационные пылеотделители. Аппа­раты ротационного типа отличаются компактной конструкцией, так как вентилятор и пылеуловитель совмещены в одном корпу­се, и обеспечивают достаточно высокую эффективность очистки воздуха или газа, содержащих сравнительно крупные частицы пыли размером более 20-40 мкм.

Аппараты мокрой очистки газов или скрубберы имеют широкое распространение, так как характеризуются вы­сокой эффективностью очистки от частиц мелкодисперсной пы­ли с размером более 0,3-1,0 мкм, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Принцип их действия основан на осаждении частиц пыли на поверхности капель или пленки жидкости, в качестве которой используется либо вода (при очистке от пыли), либо химический раствор (при улавли­вании одновременно с пылью вредных газообразных компонен­тов). Такая комплексная очистка газов является важным до­стоинством аппаратов мокрой очистки — полых форсуночных скрубберов.

Наиболее простыми по конструкции являются полые или форсуночные скрубберы, в которых запылённый газовый поток по патрубку направляется на зеркало жидкости, на котором: Оса­ждаются наиболее крупные частицы пыли. Затем запылённый газ, равномерно распределённый по сечению корпуса, поднимается навстречу потоку капель жидкости, подаваемой в скруббер через форсуночные пояса, которые образуют несколько завес из распыленной на капли орошающей жидкости. Аппараты типа работают по принципу противотока.

Очищаемый газ движется навстречу распыляемой жидкости. Эффективность очистки, достигаемая в форсуночных скруббе­рах, невысока и составляет 0,6-0,7 для частиц с размером более 10 мкм. Одновременно с очисткой газ, проходящий через полый

форсуночный скруббер, охлаждается и увлажняется до состоя­ния насыщения.

Наряду С полыми скрубберами широко используются дачные скрубберы, представляющие собой колонны, заполненные специальными насадками, в виде колец или шари­ков, изготовленных из пластмассовых или керамических элементов или крупный шлак и щебень. Насадка может распределяться в виде отдельных регулярных слоёв или беспорядочно.

За счёт насадки скруббер обладает хорошо развитой поверх­ностью контакта между газом и орошающей жидкостью, плёнка которой образуется на элементах насадки и постоянно разруша­ется, перетекая с одного элемента насадки на другой.

Элементы, используемые в качестве насадки, обладают большой удельной поверхностью, т. е. поверхностью, приходящейся на единицу объёма насадки. Такими элементами часто являются кольца Рашига, представляющие собой керамические или пласт­массовые полые цилиндры, или свободно перемещающиеся по­лые или сплошные шары из пластмассы или резины диаметром 20-40 мм. Насадочные скрубберы используются в основном для предварительного охлаждения таза, улавливания тумана или хо­рошо растворимой пыли, например, сульфата натрия, присутствующего в дымовых газах содогенерационныхкотло агрегатов.

Для мокрой очистки нетоксичных или невзрывоопасных га­зов от пыли применяют центробежные скрубберы (рис. 20), в которых частицы пыли отбрасываются на плёнку жидкости цен­тробежными силами, возникающими при вращении газового по­тока в аппарате за счёт тангенциального расположения входного патрубка в корпусе. Плёнка жидкости толщиной не менее 0,3 мм создаётся подачей воды через распределительное устройство и непрерывно стекает вниз, увлекая в бункер частицы пыли. Эф­фективность очистки газа от пыли в аппаратах такого типа за­висит главным образом от диаметра корпуса аппарата, скорости газа во входном патрубке и дисперсности пыли.

Наиболее распространёнными аппаратами мокрой очистки газов являются скрубберы Вентери, которые состо­ят из орошающей форсунки, трубы Вентери и капле уловителя. Труба Вентери состоит из сужающегося участка (конфузора), в который подаётся очищаемый газ, из расширяющегося участка (диффузора). Орошающая жидкость подаётся при помощи фор­сунок, распыляющих её на капли, движущиеся со скоростью 30- 40 м/с. Этот поток капель увлекает очищаемые газы. В трубе Вентери происходит осаждение частиц пыли на каплях жидко­сти, которое зависит от поверхности капель и относительно ско­рости частиц жидкости и пыли в диффузор ной части. Степень очистки в значительной мере зависит от равномерности распре­деления капель жидкости по сечению конфузной части трубы Вентери. В диффузорной части поток тормозится до скорости 15-20 м/с и подаётся в капле уловитель. Капле уловитель обыч­но представляет собой прямоточный циклон. Скрубберы Вентери обеспечивают высокую эффективность очистки аэрозолей до 99%, со средним размером частиц 1-2 мкм при начальной кон­центрации примесей до 100 г/м.

К мокрым пылеуловителям относятся барботажно-пенные пылеуловители с провальной и переливной решётками. В таких аппаратах очищаемый газ подаётся под решётку и про­ходит через слой жидкости, очищаясь от частиц пыли. При малых скоростях очищаемого воздуха или газа, не превыша­ющих 1м/с, последний пробулькивает через слой орошающей жидкости в виде отдельных пузырьков. Такой режим работы аппарата называется барботажным. Дальнейший рост скоро­сти очищаемого газа в корпусе аппарата до 2-2,5 м/с приводит к возникновению пенного слоя над слоем жидкости, что повы­шает эффективность очистки газа за счёт более интенсивного перемешивания газовой и жидкой фаз. Современные барботаж­но-пенные пылеуловители обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсной пыли до величин 0,95-0,96.

Недостатком таких аппаратов является засорение решёток, что приводит к снижению эффективности очистки газов при их неравномерной подаче под решётку, приводящей к местному сду­ву с неё слоя жидкости.

К недостаткам работы мокрых пылеуловителей следует от­нести: образование большого количества шламосодержащих сто­ков, для обработки которых необходимо специальное оборудова­ние; наличие в очищенных газах капель жидкости с частицами пыли, забивающие газоходы, дымососы и вентиляторы.

Для отделения очищенного воздуха от капель и брызг жид­кости все сепараторы снабжены специальными устройствами. Простейшим способом удаления влаги из очищенного воздуха является расширение его потока, в результате чего происхо­дит снижение скорости газа, и капли под действием силы тя­жести отделяются. Широко используются также жалюзийные решётки, состоящие из профилированных пластин, установлен­ных в потоке очищенных газов, соударяясь с которыми, капли теряют энергию и оседают. Такие решётки весьма эффектив­ны, но обладают повышенным гидравлическим сопротивлением и склонны к забиванию слипшейся пылью. В качестве капле уловителей используются также циклоны.

Аппараты фильтрационной очистки предназначе­ны для тонкой очистки газов за счёт осаждения частиц пыли на поверхности пористых фильтрующих перегородок. Осаждение частиц в порах фильтрующих элементов происходит в резуль­тате совокупного действия эффекта касания, а также диффузи­онного, инерционного и гравитационного процессов. Классификация фильтров основана на типе фильтровальной перегородки,

конструкции фильтра и его назначении, тонкости очистки и т. д.

По типу перегородки фильтры делятся: с зернистым слоем (неподвижные свободно насыпанные зернистые материалы, псевдоожиженпые слои); с гибкими пористыми перегородками (ткани, войлоки, волокнистые маты, губчатая резина, пенополеуретан и др.); с полужёсткими пористыми перегородками ( вяФзаные и тканные сетки, прессованные спирали и стружка); с жёсткими пористыми перегородками (пористая керамика, пори­стые металлы и др.).

Выбор фильтрующих материалов определяется требования­ми к очистке и условиями их работы: степенью очистки, темпе­ратурой, влажностью, агрессивностью газов, количеством и размером пыли. Все используемые материалы должны обладать вы­сокой пылеёмкостью (количеством пыли, оседающей на единице поверхности фильтрующего материала), стабильностью свойств в условиях действия температуры и влаги, механической и химической стойкостью, способностью легко освобождаться от уловленной пыли в процессе регенерации, невысокой стоимостью.

Большинство промышленных фильтрующих установок работает в двух режимах — фильтрации и регенерации, т. е. очисткиот уловленной пыли. Регенерация повышает степень использова­ния фильтрационных материалов и удешевляет процесс очистки. Она производится путём встряхивания, периодической продув­кой или промывкой. В результате поры материалов освобождаются от уловленной пыли и материал может использоваться повторно.

В системах промышленной газоочистки широкое распростра­нение нашли рукавные фильтры непрерывного действия с импульсной продувкой, с цилиндрическими рукавами из шерстя­ной или синтетической ткани. Скорость прохождения газа через поры тканей, т. е. скорость фильтрации невысока и составляет от 0,02 до 0,2 м/с.

Очистка (регенерация) фильтрационной ткани, из которой изготовлен рукав, производится периодической импульсной про­дувкой сжатым воздухом каждого рукава по очереди. Такие фильтры могут состоять из одной или нескольких секций, в ка­ждой из которых может быть от 4-6 до нескольких сотен рукавов. При очистке больших объёмных расходов газов при неболь­ших скоростях фильтрации поверхность фильтрующих рукавов достаточно велика, что приводит к большим габаритам таких фильтров.

Аппараты электрофильтрационной очистки предназначены для очистки больших объёмных расходов газа от пыли и тумана (масляного), в частности дымовых газов содорегенерационных котлоагрегатов. Конструкция таких агрега­тов отличается большим разнообразием, но принцип действия одинаков и основан на осаждении частиц пыли в электрическомполе.

Очищаемые газы проходят через систему коронирующих и осадительных электродов. К коронирующим электродам под­ведён ток высокого (до 60000 В) напряжения, благодаря ко­ронному разряду происходит ионизация частиц пыли, которые

приобретают электрический заряд. Заряженные частицы двигаются в электрическом поле в сторону осадительных электродови оседают на них. Осевшая пыль удаляется из электрофильтров встряхиванием электродов в сухих электрофильтрах или про­мывкой в мокрых. В однозонных электрофильтрах ионизация и осаждение частиц осуществляется в одной зо­не. Для тонкой очистки газов наиболее эффективными являются двузонные электрофильтры, в которых ионизация частиц про­исходит в специальном ионизаторе. Электрофильтры могут со­стоять из одной или нескольких секций, в каждой из которых создаётся своё электрическое поле. Аппараты с последователь­ным расположением таких секций называются многопольными, а с параллельным — многосекционными или многокамерными.

Для очистки вентиляционных выбросов от пыли, туманов минеральных масел, пластификаторов и т. п. разработаны элек­трические туманоуловители типа УУП. Они состоят из корпуса, в котором установлен блок электродов типа ФЭ (двузонный электрофильтр), который питается от источника напряжением 13 кВ. Подвод питания к электродам осуществля­ется через высоковольтные электроизоляторы с клеммами. За­грязнённый воздух через входной патрубок, распределительную решётку и сетку поступает к блоку электродов, очищается от примесей и, пройдя капле уловитель, подаётся на выход. Приме­си загрязнений, отделённые от воздуха, собираются в воронках и сливаются через гидрозатворы. Туманоуловители УУП отли­чаются высокой эффективностью и низким гидравлическим со­противлением.

Условием эффективной работы электрофильтров герметичность камер, исключающая подсос воздуха, приводя­щий к вторичному загрязнений. достоинством электрофильтров является высокая эффективность очистки при соблю­дении оптимальных режимов работы, сравнительно низкие за­траты энергии, а недостатком большая металлоёмкость и крупные габариты.

 

Список литературы:

1. Арустамов Э. А., Волощепко А. Е., Гуськов Г. В. и др. Безопас­ность жизнедеятельности. Учебное пособие. — М., Часть 1 — 1998, часть 2 — 1999.

2. Арустамов Э. А., Гуськов Г. В, Прокопенко Н. А. Качество окру­жающей природной среды и ее нормирование. Лекция. — М., 1997.

3. Арустамов Э. А., Волощепко А. Е., Платонов А. П. Основы при­родопользования. Лекция. — М., 1996.

4. Арустамов Э. А., Волощепко А. Е., Платонов А. П. и др. Ор­ганизация экологического контроля, надзора и управления в РФ. Лекция. — М., 1997.

5. Арустамов Э. А., Волощепко А. Е., Платонов А. П. Современный мир и его влияние на окружающую среду. Лекция. — М., 1996.

6. Белов С. В. и др. Охрана окружающей среды. Учебник для студен­тов технических вузов. — М., 1991.

7. Блинов А. О. Предприниматель и оздоровление окружающей среды. — М., 1995.

8. Гирусов Э. В. и др. Экология и экономика природопользования. Учебник для вузов. — М., 1998.

9. Горохов В. А., Вишневская С. С. По национальным паркам мира. — М., 1993.

10. Кормилицын В. И., Цицишвили М. С., Яламов 10. И. Основы эко­логии. Учебное пособие. — М., 1997.

 

Лекция:11;12

Тема: Современные биотехнологии охраны окружающей среды

Вопросы:

1. Биотехнология переработки отходов

2. Биотехнология защиты атмосферы

3. Биотехнология охраны земель

4. Биотехнология очистки воды

5. Биотехнология переработки отходов растительности

6. Использование возобновляемых источников энергии важное направление в области защиты окружающей среды

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: