Сухі механічні пороховловлювачі

Залежно від природи сил, які використовують для розділення завислої твердої фази від газової розрізняють такі конструкції сухих механічних пороховловлювачів: порохоосаджувальні камери – розділення відбувається завдяки дії гравітаційної сили; інерційні пороховловлювачі – розділення відбувається завдяки дії сил інерції; циклони та ротаційні пороховловлювачі – розділення відбувається завдяки дії відцентрової сили; пористі фільтри, електрофільтри – розділення відбувається завдяки дії сили опору фільтрувальної перепонки чи електростатичного притягання різнойменних зарядів; апарати мокрого очищення газів.

Основною перевагою даних апаратів є простота конструкції. Разом із тим суттєвим недоліком цього виду апаратів є низька якість очищення. Тому їх застосовують в основному для першої ступені очищення газів, яка передує більш ефективній.

Порохоосаджувальні камери

У порохоосаджувальних камерах очищають гази з грубо дисперсними часточками пороху – розміром від 50 до 500 мкм і більше. Ефективною є осаджувальна камера Говарда, в якій газовий потік розбивається горизонтальними пластинами на окремі секції. Незважаючи на незначний аеродинамічний опір і невисоку вартість, ці апарати застосовують рідко через труднощі їх очищення. З них відхідні гази направляють в інші, ефективніші апарати для подальшого очищення.

Рис. 3. 1. Порохоосаджувальна камера (а) та осаджувальна камера Говарда (б)

Циклони та ротаційні пороховловлювачі

Значно поширеніші циклонні сепаратори. У них запилений газ, обертаючись по спіралі, відкидає часточки пилу на стінки апарата, звідки вони потрапляють у порохоосаджувальну камеру. Циклонні сепаратори ефективно очищають гази, що містять часточки розміром не менш як 25 мкм. Коефіцієнт корисної дії циклонів залежить від концентрації пороху і розмірів його часточок. Середня ефективність знесилення газів у циклонах становить 78 – 86% для твердої фази розміром 30 – 40 мкм. Основний недолік циклонів – значне абразивне спрацювання частин апарату порохом. Тому ці частини вкривають синтетичними матеріалами або зносостійкими сплавами, що робить значно дорожчою конструкцію апарата.

очищений газ

Рис. 3. 2. Порохопастка ротаційного типу

1 – вентиляційне колесо; 2, 3 – порохосепаратор,

4 – викидна труба очищеного газу

Пористі фільтри, електрофільтри

У фільтрах газовий потік проходить крізь пористий матеріал різної щільності і товщини. Очищення від грубодисперсного пороху здійснюють у фільтрах, заповнених коксом, піском, гравієм, насадкою різної природи і форми. Для очищення від грубо дисперсного пороху використовують фільтрувальний матеріал типу паперу, товсті або тканини різної щільності. Папір використовують для очищення атмосферного повітря або газів з низьким вмістом пороху. В промислових умовах застосовують тканини або рукавні фільтри. Вони мають форму барабана, тканинних мішків або кишень, що працюють паралельно.

Рис. 3. 3. Циклон: Рис. 3. 4. Трубчастий електрофільтр

1 – вхідний патрубок; 1 – осаджувальний електрод;

2 – вихлопна труба; 2 – коронувальний електрод;

3 – циліндрична камера; 3 – рама;

4 – конічна камера; 4 – ізолятор;

5 – порохоосаджувальний бункер 5 – струшувальний пристрій

Останнім часом як фільтрувальні тканини використовують синтетичні матеріали та скловолокно, що можуть витримувати температуру 150–250°С. Вони хімічно і механічно стійкіші і менш вологоємні порівняно з шерстю та бавовною. Ефективність очищення рукавними фільтрами досягає 99%, для тонкого очищення застосовують керамічні фільтри, фільтри з пластмас чи скла, ефективність пороховловлювання в них може досягати 99,9%, а температура очищуваного газу – 500°С.

Рис. 3. 5. Рукавний фільтр

1 – вхід газу;

2 – розподільча камера;

3 – рукави;

4 – струшуючий пристрій;

5 – вихлопна труба

6 – шнек;

7 – шлюзовий засув

.

Для тонкого очищення газів від пороху використовують електрофільтри. Крім пороху вони можуть очищати гази від аеро- та гідрозолів, тобто вловлювати більш дисперговані часточки. Електрофільтр складається з коронувального (негативного) та осаджувального (позитивного) електродів. Електрофільтр живиться постійним струмом високої напруги (50 – 100 кВ). При напруженості електричного поля між електродами 15 кВ/см повітря іонізується і створює позитивні та негативні заряди. Заряджені частинки осідають на часточки пороху, внаслідок чого вони рухаються до протилежно заряджених електродів і осідають на них. За допомогою електрофільтрів очищають значні об’єми газів від пороху розміром часточок 0,01 – 100 мкм за температури газів до 500^°С. Фільтри ефективно працюють при невеликих газових потоках, досягаючи ступеня очищення 99,9%. Для підвищення ефективності роботи електроди інколи змочують водою. Такі електрофільтри називаються мокрими.

Для підвищення ефективності роботи циклонів або рукавних фільтрів використовують ультразвук. Ультразвук сприяє адгезії і закріпленні часточок пороху. Ультразвукові апарати ефективні в разі високої концентрації пороху в очищуваному газі. Такі апарати в комплексі з циклоном застосовують для уловлювання сажі, туману різних кислот тощо.