Класифікація пиловловлювачів

Таблиця 2.16.

Характеристика основних видів пиловловлю­вачів

Межі ефективності для кожного класу пиловловлювачів відповідають межам зон класифікаційних груп пилу за дисперсністю. У кожному випадку перше значення співпадає з нижньою межею відповідної зони, друге — з верхньою. Пиловловлювачі застосовують насамперед для вловлювання з повітря пилу II, III, IV груп за дисперсністю. Пил V групи як правило, не вловлюється ефективно пиловловлювачами внаслі­док його високої дисперсності

Сухі пиловловлювачі, їх характеристика та сфера застосування

Сухі пиловловлювачі є: гравітаційні (осаджувальні камери), інерційні, протитічні інерційні, тканинні, жалюзійні, вентилятор­ні, електричні та акустичні.

Гравітаційні пиловловлювачі. Такі пиловловлювачі є най­більш простими і дешевими пристроями. Їх виготов­ляють пустотілими, з горизонтальними полицями та вертикаль­ними перегородками. Найефективнішими є гравітаційні пилов­ловлювачі з вертикальними перегородками (рис, 2.10, в, 2.10, г). Опишемо принцип роботи пиловловлювачів з вертикальними перегородками (рис. 2.10, в). Запилене повітря I подається через вхід­ний патрубок, і, наштовхнувшись на перепони 4, зменшує швид­кість. Частинки пилу внаслідок зменшення швидкості і під дією власної ваги осідають у бункері 2, а очищене повітря виходить через патрубок II в атмосферу.

Гравітаційні камери використовують для осідання лише круп­ного пилу. Частинки пилу менше 10 мкм практично не осідають у камерах пиловловлювача, а в межах 10—100 мкм ефективність осідання знижується, не перевищуючи 40 %.

Рис. 2.10. Гравітаційні (осаджувальні) пиловловлювачі:

а — пустотілі; б — з горизонтальними полицями; в, г — з верти­кальними перегородками; I — запилене повітря; II — очищене повітря; III — пил; L — корпус; 2 — бункер; З — штуцер для ви­далення пилу; 4 — перегородки; 5 — полиц

Інерційні пиловловлювачі (циклони), Ці пиловловлювачі на-були широкого застосування під назвою циклони

Циклони належать до установок сухого механічного очищен­ня, простої конструкції, компактні, відрізняються від інших не­високою вартістю. Циклони застосовують як самостійні пиловловлювальні установки при вхідній запиленості повітря до 2—3 г/м³. При великій вхідній запиленості пиловловлювачі такого типу не забезпечують потрібного ступеня очищення. У цьому випадку їх застосовують для першого ступеня очищення з метою зниження вхідної запиленості перед апаратами другого ступеня — більш тонкого очищення.

Рис. 2.11. Схема інерційного пиловловлювача:

І — вхідний патрубок; 2 — верхні отвори; 3 — бункер

Тканинні пиловловлювачі. У цих пиловловлювачах очищення повітря від пилу здійснюється при фільтрації через тканинні матеріали. Вони застосовуються для очищення повітря від пилу всіх груп дисперсності.

Найбільш поширеними є тканинні пиловловлювачі, в яких тканина використовується у вигляді циліндричних мішків-рукавів. Часто такі пиловловлювачі називають рукавними фільтра­ми.

На рис наведена принципова схема рукавного протитічного пиловловлювача.

Протитічний тканинний пиловловлювач складається з розбір­ного металевого корпуса 5, розділеного декількома вертикальни­ми перегородками. У кожній секції розташовуються циліндричні рукави-фільтри 6 з вельвету, фланелі або сукна. Тканинні фільтри характеризуються високою ефективністю очищеного повітря від пилу (98 % і вище). Розглянемо принцип роботи протитічного тка­нинного пиловловлювача. Запилене повітря поступає повітрово­дом 1 у повітророзподільну коробку бункера 7, а звідти — у рука­ви 6. Після фільтрації очищене повітря подається у міжрукавний простір, а потім через колектор викидається в атмосферу. Пил осідає на внутрішній поверхні рукавів, звідки вилучається за до­помогою струшувального механізму З або продувається потоком повітря від спеціального вентилятора через канал 2. Пил з ру­кавів потрапляє у бункер 7, звідки за допомогою шнека 8 транс­портується за межі циклона.

Рис. 2.12. Принципова схема рукавного протитічного пиловлов­лювача:

І — вхідний патрубок; 2 — канал; 3 — витрушу вальний механізм; 4 — колектор; 5 — корпус; 6 — рукави; 7 — бункер; 8 — шнек

Жалюзійні пиловловлювачі. Основним елементом цих пилов­ловлювачів є пластинчаста решітка, пластинки якої розміщають­ся під кутом до напрямку потоку повітря. Решітка встановлюєть­ся так, щоб потік запиленого повітря, що обтікає її, ділився на тоненькі струмені. Кожний із струменів здійснює поворот, при яко­му крупні частинки пилу під впливом сил інерції вдаряються в пластинки. Пружні частинки відбиваються від пластинок під кутом, близьким до кута падіння, і не проходять через жалюзі, а відскакуючи, збільшують концентрацію в основному потоці, який відводиться із апарата в циклон. Менш пружні частинки пилу, що рухаються під великим кутом до лінії жалюзі, втягу­ються потоком і таким чином залишаються в очищеному повітрі.

2 .13 Принципова схема жалюзійного пиловловлювача:

1 — вхідний повітровід; 2 — пилозбирач; 3 — решітки;

4 — циклон

Електричні пиловловлювачі. Ці пиловловлювачі широко за­стосовуються для очищення повітря від дуже дрібних частинок пилу розміром 0,01 мкм і менше. Вони поділяються на одноступеневі і двоступеневі, живляться постійним струмом високої напру­ги — 60—100 кВ.На рис. 2.14 наведена принципова схема електричного пило­вловлювача.

Рис. 2.14. Принципова схема електричного пиловловлювача: 1 — вхідний патрубок; 2 — осаджувальний електрод; 3 — коронуючий електрод; 4 — ізолятор; 5 — вихідний патрубок; 6 — бункер-збирач

Рис. 2.15. Принципова схема акустичного пиловловлювача: 1 — вхідний патрубок; 2 — ультразвуковий генератор; 3 — агло­мераційна башта; 4 — крупні частинки пилу; 5 — повітропровід; 6 — циклон; 7 — вихідний канал

Основними силами, що зумовлюють рух частинок пилу до осаджувального електрода такого пиловловлювача, є аеродинамічні сили, сили тяжіння та сили тиску електричного "вітру"

Акустичні пиловловлювачі. На машинобудівних, металургій­них, гірничодобувних та інших підприємствах для очищення за­пиленого повітря часто використовують метод акустичної коагу­ляції, який базується на збільшенні розмірів і маси частинок пилу під дією ультразвукових коливань.

На рис. 2.15 наведена принципова схема акустичного пило­вловлювача.

Основними елементами цього пиловловлювача є генератор уль­тразвукових коливань 2, агломераційна башта 3 і циклон 6. Принцип роботи акустичного пиловловлювача полягає в такому. Запи­лене повітря подається через вхідний канал 1 агломераційної баш­ти 3 і під дією звукових хвиль, що випромінюються ультразвуко­вим генератором 2, дрібні частинки пилу починають коливатися, а амплітуда і швидкість їх поширення залежить від маси й роз­мірів частинок. Унаслідок цього частинки пилу набувають значних відносних швидкостей, завдяки чому відбувається зіткнення та злипання (лоагуляція) дрібних частинок у крупніші, які легко осідають у звичайних інерційних пиловловлювачах (циклонах) 6. Ступінь очищення повітря від пилу в акустичних пиловловлюва­чах при дії ультразвуку протягом 3—5 с досягає 90 %.

Мокрі пиловловлювачі, їх характеристика та сфера застосування

Значного поширення на промислових підприємствах набули пиловловлювачі мокрого очищення повітря від пилу, особливо дрібнодисперсного d > 0_тЗ—1,0 мкм у гарячих і вибухонебезпечних повітряних сумішах. Однак, слід відзначити низку недоліків мок­рих пиловловлювачів: утворення шламу, що потребує спеціаль­них систем для його переробки; викид вологи в атмосферу; необ­хідність створення зворотних систем водопостачання. Водночас необхідно відзначити, що вказані недоліки незначно звужують сферу застосування мокрих пиловловлювачів. Ці пиловловлювачі часто можна побачити на машинобудівних, ливарних, металургійних, нафтодобувних, деревообробних та інших підприємствах.

Пиловловлювачі мокрого очищення працюють за принципом осідання частинок пилу на поверхню крапель рідини або на плівку рідини під впливом сил інерції й броунівського руху молекул.

Мокрий форсунковий скрубер. Такий скрубер є різновидом скрубера Вентурі. На рис. 2.16 наведена схема форсункового скру­бера. Повітряний потік патрубком 3 подається на дзеркало води, де осідають найкрупніші частинки пилу. Дрібнодисперсний пил, розподіляючись уздовж усього перерізу корпусу 1, підіймається вгору назустріч потоку крапель, що подається в скрубер через форсункові пояси 2. Ефективність очищення цих скруберів не­висока (0,6—0,7).

Рис. 2.16. Схема форсункового скрубера: 1 — корпус; 2 — форсункові пояси;3 — вхідний патрубок	Рис. 2.17. Схема барботажно-пінного пиловловлювача: 1 — корпус; 2 — піна; 3 — решітка

Барботажно-пінні пиловловлювачі. На промислових підпри­ємствах часто застосовують барботажні пиловловлювачі. Ці пи­ловловлювачі працюють за принципом барботування суміші води й піни. На рис. 3.33 наведена схема барботажно-пінного пиловлов­лювача. Апарат працює таким чином. Запилене повітря надхо­дить під решітку 3, а далі — через її отвори, і, барботуючи через шар води й піни, очищається від частинок пилу їх осіданням на внутрішній поверхні повітряних бульбашок, які спливають на поверхню води.

Тумановловлювачі. Для очищення повітря від туманів кислот, лугів, мастил для інших рідин використовують волокнисті фільтри, принцип дії яких ґрунтується на осадженні крапель на поверхні пор з наступним стіканням рідини під дією сил маси.

Рис. 2.18. Фільтрувальний елемент низькошвидкісного тумано-вловлювача: 1 — корпус; 2 — фланець; 3 — циліндр; 4 — фільтроелемент; 5 — фланець нижній; 6 — гідрозатвор; 7 — стакан

Рис. 2.19. Схема високошвидкісного тумановловлювача; 1—бризковловлювач; 2 — повсть; 3 — фільтрувальний елемент

На рис. 2.19 зображена конструкція високошвидкісного во­локнистого тумановловлювача з циліндричним фільтрувальним елементом. Тумановловлювач — це перфорофаний барабан з глу­хою кришкою. В барабані встановлена грубоволокниста повсть 2 товщиною 3—5 мм. Навколо барабана з зовнішнього боку розташо ваний бризковловлювач І з набором перфорованих плоских і гофро­ваних шарів вініпластових стрічок. Бризковловлювач і фільтроелемент нижньою частиною встановлені у шар рідини.

Для вловлювання сажі у відпрацьованих газах дизельних двигунів застосовується декілька конструкцій пристроїв, які використовують як принцип електростатичного очищення, так і метод фільтрації.

Одним з кращих конструктивних рішень вважається установка фільт­рів регенеративного типу. Фільтр (рис. 2.20, а) – це сотова конструкція а вічками прямокутного перерізу. Матеріал фільт­ра – пористий кордієрит – має достатню міцність, стійкість до агресивних хімічних речовин, опір до оплавлення і утворення трі­щин при теплових впливах, а також термічну стабільність.

Рисунок 2.20 – Схеми фільтрів-сажовловлювачів з сотовою (а)