13.3. Классификация средств защиты атмосферы
З
Степень
очистки технологических выбросов от
пыли -
определяется отношением массы пыли
уловленной в аппарате (М1)
к массе всей пыли, содержащейся в
очищаемом газе (М), то есть
= (М1/М)100,%.
Если оценивают фракционную эффективность
для i
– ой фракции, то определяется отношение
ф(i)
= (М1,i/Мi)100,%,
а общая степень очистки вычисляется
суммированием фракционных коэффициентов,
т.е.=
[(M1,i
ф(i)/(Мi)]100,%,
где
Мi
=М – общая масса пыли в газах, поступающих
на очистку.
Очистка газов от пыли часто проводится группой из нескольких аппаратов последовательно работающих аппаратов (сначала грубая очистка от крупных фракций, затем более тонкая
Рис.13.4.Схема классификации способов и устройств для очистки пылегазовых выбросов
очистка). Общая степень очистки в группе (k=1,2,…,К) будет =100[1-(1-1)(1-2)…(1-k )], где 1 , 2 , …, k - степени очистки каждым аппаратом. При параллельном соединении аппаратов степень очистки оценивается по формулам для одного аппарата. Требование, которое должно быть выполнено при организации параллельно работающих пылеуловителей, заключается в том, чтобы пылеуловители имели одинаковые аэродинамические характеристики.
Для выделения частиц пыли из газового потока в сухих аппаратах используют принципы инерции или фильтрования. Применение этих принципов позволило создать пылеуловители, обладающие следующими достоинствами:
простой конструкцией, обеспечивающей надежности самые низкие по сравнению с другими способами эксплуатационные расходы по улавливанию пыли;
способность в случае применения тканевых и им подобных фильтров обеспечивать достижение высоких степеней очистки;
улавливание примесей в сухом виде, что облегчает операции по дальнейшему их использованию (транспортировке, переработке и т.п.).
Эти особенности и определили области промышленного производства и транспорта, где нашли применение сухие пылеулавливатели, в которых обычно подвергаются обработке слабо слипающиеся, нетоксичные, взрыво- пожаробезопасные выбросы. Сухие пылеуловители – самые распространенные аппараты, их можно встретить как на крупных промышленных предприятиях энергетики, металлургии, машиностроения, химии, производства строительных материалов и других, так и в сфере услуг, в быту и т.п.
В мокрых аппаратах улавливание примесей достигается промывкой загрязненного газа жидкостью или осаждением частиц на жидкоструйную пленку. Другими словами, в результате контакта газового потока с жидкостью происходит захват взвешенных частиц и унос их из аппарата в виде шлама. Для аппаратов мокрой очистки газа характерно:
простота конструкции и сравнительно невысокая стоимость;
меньшие габариты аппаратов по сравнению с другими при такой же производительности;
возможность очищать газ повышенной температуры и влажности;
возможность улавливать кроме пыли пары и газовые компоненты;
способность подвергать очистке взрыво- и пожароопасные газы.
Для объективности следует отметить недостатки мокрой очистки газов. Это значительные затраты энергии при относительно высоких степенях очистки; повышенная влажность уловленного продукта (шлама); необходимость организации системы оборотного водоснабжения при использовании воды в качестве улавливающей среды или подобных систем при применении других жидких сред; ухудшение условий рассеивания выбросов в воздушном бассейне.
Несмотря на более высокие затраты энергии при мокрой очистке газов, она широко применяется в металлургии, химии и других отраслях промышленности для улавливания выбросов взрыво - и пожароопасных смесей, а также при комплексной очистке газов от пылей и примесей (газовых, жидких), являющихся опасными.
В электрических фильтрах осаждение пыли происходит в результате сообщения частицам электрического заряда. К числу основных достоинств электрических фильтров относятся:
высокая эффективность (=99% и более) очистки больших объемов промышленных газов;
сравнительно низкие расходы электроэнергии на процесс улавливания пыли;
возможность улавливания частиц пыли, имеющих размер от 0,1 до 100 мкм;
возможность очистки газа с начальным пылесодержанием до 50 г/м3 и температурой до 5000С;
возможность полной автоматизации работы установок по улавливанию пыли.
Так как использование электрических фильтров требует высоких капитальных затрат, а также специальных знаний по эксплуатации из-за их сложности, то пылеуловители этого типа нашли применение в теплоэнергетике, металлургии, химии и других отраслях промышленности, для которых достоинства электрических фильтров являются определяющими.
В аппаратах сорбционного типа улавливаются вредные газообразные компоненты. Основными процессами в них являются процессы массообмена, т.е. диффузионного перехода газообразного компонента в твердую или жидкую среду. Поглощающие среды должны обладать:
большой адсорбционной способностью, т.е. поглощать большие количества газового компонента при малых его концентрациях в газовой фазе;
высокой селективностью, т.е. выборочностью по отношению к поглощаемому веществу;
химической инертностью по отношению к другим компонентам разделяемой смеси;
способностью к регенерации (восстановлению);
низкой стоимостью.
Из перечисленного выше следует необходимость подбора поглощающих сред в зависимости от физико-химических свойств поглощаемых газовых компонентов. Это приводит к тому, что в промышленности для очистки газовых выбросов применяется широкий спектр твердых и жидких поглотителей: от активированного угля и воды до специальных ионообменных смол, а также кислот и щелочей.
Область применения аппаратов сорбционного типа охватывает преимущественно предприятия химических производств. Однако в последнее время по мере ужесточения требований по нормативам газовых выбросов подобные способы очистки распространяются на металлургию, теплоэнергетику, машиностроение.