71. Электрофильтры - это высоковольтное электротехническое оборудование, в котором используется коронный разряд для зарядки взвешенных в газе частиц и их улавливания в электрическом поле. Для этого электрофильтры питаются от повысительно-вьпрямительных агрегатов с номинальным выпрямленным напряжением 80кВ, 110кВ и 150кВ.

Электрические фильтры предназначены для высокоэффективной очистки технологических газов и аспирационного воздуха от твердых или жидких частиц, выделяющихся при технологических процессах в различных отраслях промышленности. Электрические фильтры применяют в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др.

Основные преимущества очистки газов электрофильтрами следующие:

электрофильтры имеют широкий диапазон производительности - от сотен до миллионов м3/ч

электрофильтры обеспечивают высокую степень очистки газов - до 99,95 %

электрические фильтры имеют низкое гидравлическое сопротивление - 0,2 кПа

Элктрические фильтры могут улавливать твердые и жидкие частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков мкм.

В зависимости от вида улавливаемых частиц и способа их удаления с электродов, электрофильтры подразделяются на сухие и мокрые. В сухих электрических фильтрах для очистки поверхности электродов от пыли, используются механизмы встряхивания ударно-молоткового типа. Пыль из сборных бункеров выводится в сухом виде или в виде шлама. В мокрых электрофильтрах уловленный продукт с поверхности электродов, смывается жидкостью или стекает самотеком, а из бункеров удаляется в виде жидкости или шлама.

В зависимости от направления движения газа электрические фильтры делятся на горизонтальные и вертикальные. Сухие вертикальные электрофильтры обычно используются при дефиците производственной площади.

В районах с умереренным климатом электротехническое оборудование размещают, как правило, на открытом воздухе, в суровых климатических условиях - в отапливаемых помещениях. Для устранения конденсации влаги на внутренних частях корпус электрофильтра теплоизолирован.

Корпуса электрофильтров рассчитаны на применение в районах с определенной сейсмичностью, которая указывается в характеристике аппаратов. Для районов с повышенной сейсмичностью необходима раз­работка специальных корпусов.

Высокое напряжение к электрофильтрам подводится специальным кабелем при расположении агрегатов питания в закрытых подстанциях или шинами при установке агрегатов на крышке электрофильтров.

72. Очистка газов от аэрозолей. Способы очистки по их основному принципу можно поделить на механическую очистку, электростатическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуковой коагуляции.

Механическая очистка газов включает сухие и мокрые способы. К сухим способам относятся:

1) гравитационное осаждение;

2) инерционное и центробежное пылеулавливание;

3) фильтрация.

В большинстве промышленных газоочистительных установок комбинируется несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов очень многочисленны.

Гравитационное осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без конфигурации направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах. Для уменьшения высоты осаждения частиц в осадительных камерах установлено на расстоянии 40–100 мм множество горизонтальных полок, разбивающих газовый сгусток на плоские струи.

Производительность осадительных камер П = SwО, где S — площадь горизонтального сечения камеры, либо общественная площадь полок, м2; wO — скорость осаждения частиц, м/с. Гравитационное осаждение действенно только для больших частиц диаметром более 50-100 мкм, причем степень очистки составляет не

.выше 40-50%. способ пригоден только для предварительной, грубой очистки газов.

Инерционное осаждение основано на стремлении взвешенных частиц сохранять первоначальное направление движения при изменении направления газового потока. Посреди инерционных аппаратов более частенько используют жалюзийные пылеуловители с огромным числом щелей (жалюзи). Газы обеспыливаются, выходя через щели и меняя при этом направление движения, скорость газа на входе в аппарат составляет 10-15 м/с. Гидравлическое сопротивление аппарата 100 -

400 Па (10 - 40 мм вод. Ст.). Частицы пыли с d < 20 мкм в жалюзийных аппаратах не улавливаются. Степень очистки в зависимости от дисперсности частиц составляет 20-70%. Инерционный способ можно использовать только для грубой очистки газа. Кроме малой эффективности недочет этого способа – быстрое истирание либо забивание щелей.

Центробежные способы очистки газов основаны на действии центробежной силы, возникающей при вращении очищаемого газового потока в очистном аппарате либо при вращении частей самого аппарата. В качестве центробежных аппаратов пылеочистки используют циклоны разных типов: батарейные циклоны, крутящиеся пылеуловители (ротоклоны) и др. Циклоны более частенько используют в индустрии для осаждения жестких аэрозолей. Газовый сгусток подается в цилиндрическую часть циклона тангенциально, обрисовывает спираль по направлению к дну конической части и потом устремляется вверх через турбулизованное ядро потока у оси циклона на выход. Циклоны характеризуются высокой производительностью по газу, простотой устройства, надежностью в работе. Степень очистки от пыли зависит от размеров частиц. Для циклонов высокой производительности, в частности батарейных циклонов

(производительностью более 20000 м3/ч), степень очистки составляет около

90% при диаметре частиц d > 30 мкм. Для частиц с d = 5(30 мкм степень очистки снижается до 80%, а при d = 2(5 мкм она составляет менее 40%.

Диаметр частиц, улавливаемых циклоном на 50%, можно найти по эмпирической формуле

где ( – вязкость газа, Па*с; DЦ – диаметр выходного патрубка циклонов, м;

NОБ – эффективное число оборотов газа в циклоне; wг – средняя входная скорость газа, м/с; (ч, (г – плотность частиц и газа, кг/м3.

Гидравлическое сопротивление высокопроизводительных циклонов составляет около 1080 Па. Циклоны обширно используют при грубой и средней очистке газа от аэрозолей. Иным типом центробежного пылеуловителя служит ротоклон, состоящий из ротора и вентилятора, помещенного в осадительный кожух.

Лопасти вентилятора, вращаясь, направляют пыль в канал, который ведет в приемник пыли.

Фильтрация базирована на прохождении очищаемого газа через разные фильтрующие ткани (хлопок, шерсть, химические волокна, стекловолокно и др.) Либо через остальные фильтрующие материалы (керамика, металлокерамика, пористые перегородки из пластмассы и др.). Более частенько для фильтрации используют специально изготовленные волокнистые материалы — стекловолокно, шерсть либо хлопок с асбестом, асбоцеллюлозу. В зависимости от фильтрующего материала различают тканевые фильтры (в том числе рукавные), волокнистые, из зернистых материалов (керамика, металлокерамика, пористые пластмассы).

Тканевые фильтры, почаще всего рукавные, используются при температуре очищаемого газа не выше 60-65°С. В зависимости от гранулометрического состава пылей и начальной запыленности степень очистки составляет 85-99%.

Гидравлическое сопротивление фильтра (Р около 1000 Па; расход энергии ~ 1 кВт*ч на 1000 м3 очищаемого газа. Для непрерывной очистки ткани продувают воздушными струями, которые создаются различными устройствами – соплами, расположенными против каждого рукава, движущимися наружными продувочными кольцами и др. Сейчас используют автоматическое управление рукавными фильтрами с продувкой их импульсами сжатого воздуха.

Волокнистые фильтры, имеющие поры, умеренно распределенные меж тонкими волокнами, работают с высокой эффективностью; степень очистки ( =

99,5(99,9 % при скорости фильтруемого газа 0,15-1,0 м/с и (Р=500(1000 Па.

На фильтрах из стекловолокнистых материалов возможна очистка агрессивных газов при температуре до 275°С. Для узкой очистки газов при завышенных температурах используют фильтры из керамики, тонковолокнистой ваты из нержавеющей стали, владеющие высокой прочностью и устойчивостью к переменным перегрузкам; но их гидравлическое сопротивление велико – 1000

Па.

Фильтрация – очень распространенный прием узкой очистки газов. Её достоинства – сравнительная низкая цена оборудования (за исключением металлокерамических фильтров) и высокая эффективность узкой очистки.

недочеты фильтрации высокое гидравлическое сопротивление и быстрое забивание фильтрующего материала пылью.

Мокрая очистка газов от аэрозолей базирована на промывке газа жидкостью

(обыкновенной водой) при может быть более развитой поверхности контакта воды с частицами аэрозоля и может быть более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Этот универсальный способ очистки газов от частиц пыли, дыма и тумана всех размеров является более распространенным приемом заключительной стадии механической очистки, в особенности для газов, подлежащих остыванию. В аппаратах мокрой очистки используют разные приемы развития поверхности соприкосновения воды и газа.

Башни с насадкой (насадочные скрубберы) различаются простотой конструкции и эксплуатации, устойчивостью в работе, малым гидравлическим сопротивлением

((Р=300(800 Па) и сравнимо малым расходом энергии. В насадочном скруббере возможна очистка газов с начальной запыленностью до 5-6 г/м3.

Эффективность одной ступени очистки для пылей с d > 5 мкм не превосходит 70-

80%. Насадка скоро забивается пылью, в особенности при высокой начальной запыленности.

Абсо́рбация (лат. absorptio от absorbere — поглощать) — это явление поглощения сорбата всем объёмом сорбента. Абсорбция — частный случай сорбции.

Абсорбция, как правило, означает поглощение газов в объёме жидкости. Поглощение твёрдым абсорбентом, например, водорода палладием, называют окклюзией. Для процесса поглощения молекул газа или жидкости поверхностью твёрдого тела в русском языке используется термин адсорбция.

Адсорбция (лат. ad — на, при; sorbeo — поглощаю) — это, в широком смысле, процесс изменения концентрации у поверхности раздела двух фаз, а в более узком и употребительном — это повышение концентрации одного вещества (газ, жидкость) у поверхности другого вещества (жидкость, твердое тело).

Поглощаемое вещество, ещё находящееся в объёме фазы, называют адсорбтив, поглощённое — адсорбат. В более узком смысле под адсорбцией часто понимают поглощение примеси из газа или жидкости твёрдым веществом (в случае газа и жидкости) или жидкостью (в случае газа) — адсорбентом. При этом, как и в общем случае адсорбции, происходит концентрирование примеси на границе раздела адсорбент-жидкость либо адсорбент-газ. Процесс, обратный адсорбции, то есть перенос вещества с поверхности раздела фаз в объём фазы, называется десорбция.

ХЕМОСОРБЦИЯ

(химическая сорбция), поглощение жидкостью или тв. телом в-в из окружающей среды с образованием хим. соединений. В более узком смысле — хим. поглощение в-ва поверхностью тв. тела с образованием на ней хим. соединений (хим. адсорбция). При X. выделяются значит. кол-ва теплоты (при X. кислорода поверхностью металлов — св. 420 кДж/моль), что в большинстве случаев ускоряет процессы X. (активированная X.). X. избирательна, т. к. зависит от хим. сродства адсорбированного в-ва к поверхности тв. тела. Играет большую роль в гетерогенном катализе, процессах очистки газов, вакуумной технике и т. д.

Десорбция

явление, обратное сорбции (отрыв молекул и переход их в газообразную среду или раствор).

74. Загрязнения Мирового океана. Источники загрязнения и методы борьбы.

Загрязнения Мирового океана.

Огромная масса вод Мирового океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, т.к. способен поглощать ее избыток.

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна.

У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.

Источники загрязнения:

1. Нефть и нефтепродукты.

Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса:

• 1.Парафины (алкены);

• 2.Циклопарафины;

• 3.Ароматические углеводороды;

• 4.Олефины.

2. Сточные воды промышленных предприятий.

3. Тепловое загрязнение водных ресурсов.

4. Радиоактивное загрязнение и ядовитые вещества.

5. Минеральное, органическое, бактериальное и биологическое загрязнения.

Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и др.

Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Загрязнения вызываются остатками растений, плодов, овощей и злаков, растительного масла и др. Загрязнения животного происхождения - это физиологичесичной обработки шерсти, меховые производства, биофабрики, предприятия микробиологической промышленности и др.).

6. Синтетические поверхностно-активные вещества. (Присутствие СПАВ в сточных водах промышленности связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.)

7. Пестициды. (Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений.)

Охрана морей и океанов должна проводится не только физически, проводя различные исследования по очищению воды и внедрения новых методов и способов очистки, но должна основываться и на законодательствах и правовых документах, определяющих обязанности людей охранять морскую среду.

Методы очистки вод Мирового океана от нефти:

• локализация участка (с помощью плавающих ограждений - бонов),

• сжигание на локализованных участках,

• удаление с помощью песка, обработанного особым составом,

В результате чего нефть прилипает к зернам песка и опускается на дно.

• поглощение нефти соломой, опилками, эмульсиями, диспергаторами, с помощью гипса,

• препарат “ДН-75”,