1.6. Ул Защита природной среды от загрязнений Методы очистки атмосферного воздуха

Для очистки выбрасываемого из производственных помещений воздуха используются различные способы, основанные на механических, физических и физико-химических методах разделения воздуха и загрязняющих его веществ.

Механические методы основаны на использовании сил тяжести, инерции, центробежных, диффузионных и захвата. Физические методы основаны на использовании электрических и электростатических полей, процессов охлаждения, конденсации и кристаллизации. Физико-химические методы используют процессы сорбции (адсорбции, абсорбции, хемосорбции), коагуляции и флотации.

Механические методы очистки

Инерционное пылеулавливание основано на том, что твердые частицы выпадают из потока запыленного газа при резком изменении его направления. К ним относятся пылеуловители и циклоны, применяемые для удаления из воздуха твердых частиц и капель. Пылеуловители улавливают только крупные частицы размером более 50 мкм, циклоны используются для отделения частиц размером более 5 мкм, при этом эффективность очистки достигает 80-90%, а иногда и 98%.

Как уже говорилось ранее, источниками промышленных загрязнений атмосферного воздуха являются промывочно-пропарочные и дезинфекционно-промывочные станции, шпалопропиточные и щебеночные заводы, локомотивные и вагонные депо.

Для каждого из указанных производств характерны свои технические решения, способные уменьшать выбросы вредных веществ в атмосферу. Одним из таких путей снижения выбросов является установка оборудования, позволяющего улавливать вредные вещества в виде паров, пыли или газов. К такому оборудованию относятся сухие уловители типа «циклон» (рис.1), орошаемые скрубберы (рис. 2), матерчатые и электрические фильтры (рис. 3).

Действие «циклона» основано на использовании для осаждения частиц пыли силы тяжести или инерционных сил, отделяющих частицы от воздушного потока при изменении скорости и направления его движения. «Циклоны» предназначены для грубой или средней очистки воздуха от сухой не волокнистой и не слипающейся пыли.

Скорость воздуха на входном патрубке обычно составляет 10 – 25 м/с. При меньшем значении скорости пыль может выпадать в воздуховодах, а при скорости более 25 м/с происходит сильное повышение сопротивления воздуховодов. Скорость воздуха на выходе из «циклона» в 3,5 раза меньше чем на входе, эффективность – составляет 90 – 93%.

Запыленный воздух;

1-входной патрубок;

2-выходное устройство;

3-винтовая лопасть;

4-бункер для пыли

Рис. 1. Установка типа «циклон»

В качестве мокрого пылеуловителя для грубой или средней пыли применяются скрубберы, мокрое пылеулавливание которых основано на использовании центробежных сил и промывании запыленного газового потока жидкостью подаваемой в виде брызг или тумана

Рис. 2. Установка типа «скруббер»

. Принцип действия скруббера заключается в том, что газ пропускают через поток (распыленной, разбрызганной или стекающей по стенкам жидкости) (рис. 2). Скорость потока газов не более 1-1,2 м/с, размер удаляемых частиц более 10 мкм. Степень очистки составляет 90-95%. В пенных газоочистителей поток газов пропускают через слой пены, что позволяет удалять частицы до 2 мкм с эффективностью 93-99%.

В скруббере происходит процесс прилипания частиц пыли (после их смачивания водой) к внутренней поверхности цилиндрической стенки 1, затем прилипшие частицы смываются водой в конусную часть аппарата 6, а оттуда они поступают в шлакоотстойник.

Загрязненный воздух по тангенциальному каналу поступает в нижнюю часть «скруббера», приобретает при этом вращательное движение и поднимается на верх. В верхней части установлены форсунки, которые расположены таким образом, что вода поступает касательно к внутренней поверхности 3. Пыль и вода периодически удаляются через клапан 7 в шлакоотстойник.

Для повышения эффективности очистки скруббера во входные патрубки 4 вставляют решетку 5 из нескольких рядов труб, орошаемых водой. Чистый воздух из скруббера удаляется через улитку 2, расположенную в верхней части аппарата. Эффективность скруббера составляет обычно 90 -98%.

Пылеулавливатели ударно-инерционного действия осаждение частиц загрязнений происходит во время изменения направления газового потока над поверхностью жидкости, при этом степень очистки достигает 98%.

Рис. 3. Рукавный фильтр

Для средней и тонкой очистки воздуха от пыли применяются различные фильтры (рис.3), самым совершенным среди них считается рукавный фильтр. Метод фильтрации основан на пропускании загрязненного воздуха через слой фильтрующего материала. При этом достигается очистка газов от частиц размер которых определяется размером ячеи фильтрующего материала. Рукавный фильтр представляет собой разборный металлический шкаф, разделенный на секции вертикальными перегородками. В каждой секции размещается по несколько рукавных фильтров, состоящих из металлического сетчатого каркаса, на который натянута ворсистая ткань. Запыленный воздух, проходя через ткань очищается от пыли. В качестве фильтрующего материала используется сукно, вельвет или хлопчатобумажная фланель.

Эффективность очистки газов в рукавных фильтрах достигает 99,5 – 99,8 % при низкой стоимости оборудования.